TW202218740A - 排氣處理設備 - Google Patents
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Abstract
本發明的排氣處理設備包括：燃燒室1，對排氣進行燃燒處理；噴嘴，使水沿著該燃燒室1的內壁面流動；供水管線，向該噴嘴供給水；一次洗煙室11；及洗氣器20等。供水管線包括配管3、泵4、配管5、配管6。於泵4的上游側的配管3設置有鹼添加裝置8。以pH計9的檢測pH值成為10以上的方式控制鹼添加裝置8。
Description
本發明是有關於一種用以藉由除害燃燒等處理來自半導體製造製程等的排氣的排氣處理設備（除害裝置）。
自半導體、液晶、發光二極體（Light Emitting Diode，LED）、太陽電池等的製造製程中會排出含有全氟化合物等的排氣。再者，亦存在於該排氣中含有CH
2F
2、WF
6、BCl
3、Cl
2、F
2、HF、SiH
4、NH
3、PH
3、四乙氧基矽烷（Tetraethoxysilane，TEOS）、三乙氧基矽烷（Triethoxysilane，TRIS）、TiCl
4等的情況。於處理此種排氣的排氣處理設備（除害裝置）中，使用燃燒、電加熱、電漿等使全氟化合物等燃燒（氧化）或進行熱分解反應後，利用洗氣器將排氣洗淨，而將氣體中的F
2等水可溶成分或微粒等去除。
作為該排氣的燃燒處理裝置，有以於燃燒室的下游側藉由噴霧嘴噴出水而將氣體冷卻的方式構成者（專利文獻1）。又，有以如下方式構成的水冷式燃燒方式的除害裝置：使水沿著燃燒室的內壁面流下，防止燃燒產物附著於內壁面，並且防護內壁面因燃燒熱而受損（專利文獻2）。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2017-26244號公報
專利文獻2：日本專利特開2003-24741號公報
[發明所欲解決之課題]
於現有的除害裝置中，於除害裝置內部或洗氣器、配管等中容易產生沈積物，而必需停止除害裝置去除沈積物的作業。再者，作為沈積物，可列舉二氧化矽系或鎢系的氧化物等固形物等，但亦會產生除此以外的固形物。
本發明的課題在於抑制排氣處理設備中的沈積物的產生。
[解決課題之手段]
第一發明的排氣處理設備為下述[1]至[4]，第二發明的排氣處理設備為下述[5]至[10]。
[1]一種排氣處理設備，其包括：燃燒室，對排氣進行燃燒處理；水流出機構，使水沿著該燃燒室的內壁面流動；及供水機構，向該水流出機構供給水，
所述排氣處理設備的特徵在於：
於該供水機構設置有添加鹼的鹼添加機構。
[2]如[1]所述的排氣處理設備，其中所述供水包括：送水用的泵；第一配管，與該泵的吸入側相連；及第二配管，與該泵的噴出側相連，且
所述鹼添加機構以向該第一配管添加鹼的方式設置。
[3]如[2]所述的排氣處理設備，其中於所述第二配管設置有pH計，且設置有控制機構，所述控制機構以該pH計的檢測pH值成為特定範圍的方式對鹼添加機構的鹼添加量進行控制。
[4]如[3]所述的排氣處理設備，其中所述特定範圍為pH值為9以上。
[5]一種排氣處理設備，其包括：除害裝置，對排氣進行除害處理；及供水機構，向該除害裝置供給水，
所述排氣處理設備的特徵在於：
設置有藥劑添加機構，所述藥劑添加機構於向該供水機構供給的水中添加膽鹼及/或氨。
[6]如[5]所述的排氣處理設備，其中所述藥劑添加機構向所述水中添加膽鹼及/或氨、及過氧化氫。
[7]如[5]或[6]所述的排氣處理設備，其中於所述除害裝置的下游側設置有洗氣器，且
包括藥劑添加機構，所述藥劑添加機構於該洗氣器的用水中添加膽鹼及/或氨。
[8]如[7]所述的排氣處理設備，其中於所述洗氣器的用水中添加膽鹼及/或氨、與過氧化氫。
[9]如[5]至[8]中任一項所述的排氣處理設備，其中所述藥劑添加機構添加半導體製造製程所使用的溶液或半導體製造製程排水作為藥劑。
[10]如[5]至[9]中任一項所述的排氣處理設備，其中所述排氣為來自半導體製造製程的排氣。
[發明的效果]
根據第一發明，藉由將向排氣處理設備供給的用水設為鹼性，而抑制排氣處理設備中的沈積物的產生。藉此，可減少排氣處理設備的保養次數。又，可防止半導體等的製造製程機器的停止，從而提高半導體等的生產性。
根據第二發明，藉由於向除害裝置或洗氣器供給的用水中添加膽鹼及/或氨、或者進而添加過氧化氫，而抑制排氣處理設備中的沈積物的產生。藉此，可減少排氣處理設備的保養次數。又，可防止半導體等的製造製程機器的停止，從而提高半導體等的生產性。
再者，於排氣為來自半導體製造製程的排氣的情形時，除害裝置中的沈積物的主成分為二氧化矽、或鎢及其氧化物，尤其是鎢及其氧化物會相對充分地溶解於含有膽鹼及/或氨、或者進而含有過氧化氫的溶液中，因此可將沈積物容易地去除。
以下，參照圖1對第一發明的實施形態進行說明。向設置於塔狀的燃燒室1的上部的燃燒器2供給來自半導體製造製程的排氣與來自鼓風機的空氣，於燃燒室1內對排氣進行燃燒處理。
以使水沿著燃燒室1的內壁面流動的方式設置有噴嘴（圖示省略），藉由供水管線向該噴嘴供給水。自該噴嘴流出的水以水膜狀沿著燃燒室1的內壁面流下，而防護內壁面因燃燒熱而受損。再者，藉由水以水膜狀沿著燃燒室1的內壁面流動，而吸收燃燒氣體中的水可溶成分，並且捕獲微粒。又，使氣體溫度降低。
沿著內壁面流下的水蓄積於燃燒室底部的凹坑1a中。
朝向所述噴嘴的供水管線包括配管3、泵4、配管5、自該配管5分支的配管6、配管7。配管6連接於所述噴嘴，配管7以向燃燒室1的底部的凹坑1a供水的方式設置。
以於配管3中添加鹼性水溶液的方式設置有鹼添加裝置8。作為鹼，較佳為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨等的水溶液。於配管5設置有用以檢測於配管5內流動的水的pH值的pH計9。
再者，藉由將鹼添加於泵4的上游側的配管3中，而利用泵4將所添加的鹼與水充分攪拌混合。
將pH計9的檢測信號輸入控制器10，以pH計9的檢測pH值成為目標範圍的方式控制鹼添加裝置8。
於本發明中，較佳為以向燃燒室1供給的水的pH值成為9以上、較佳為pH值9～12、尤佳為pH值10～12的方式添加鹼，考慮到排氣處理設備的機器或構件的耐鹼性，亦可以成為低於所述值的pH值（例如8～9）的方式添加鹼。
與燃燒室1鄰接設置一次洗煙室11。燃燒室1的下部與一次洗煙室11的下部彼此藉由管道12連通，來自燃燒室1的氣體經由該管道12被導入一次洗煙室11內，並於一次洗煙室11內上升。
再者，燃燒室1的凹坑1a內的水的一部分通過該管道12，並藉由溢流流出至一次洗煙室11的凹坑11a中。亦可藉由不同於管道12的水移送配管將燃燒室1的凹坑1a內的水的一部分移送至凹坑11a中。
一次洗煙室11的底部的凹坑11a的水經由泵14及配管15而藉由洗氣器噴灑於該裝置內。於一次洗煙室11內上升的氣體與自洗氣器流動的水接觸，氣體中的水可溶成分或微粒被水吸收或捕獲。
從水洗氣器通過的氣體自氣體出口17起通過管道18而被導入洗氣器20中。
自配管22向洗氣器20內的上部的噴嘴21供給水。氣體與自該噴嘴21噴灑的水接觸，水可溶成分與微粒被水吸收或捕獲後，自洗氣器20流出。
燃燒室1、一次洗煙室11及洗氣器20的底部的水經由配管31、配管32、配管33被取出，並輸送至排水處理設備（圖示省略）而被處理。
於該排氣處理設備中，由於以所述方式向燃燒室1供給鹼性的水，故而可抑制燃燒室1的內壁面或凹坑1a、一次洗煙室11的凹坑11a或接觸材13、排水配管31、排水配管32等中的沈積物的產生。因此，可降低排氣處理設備的保養的頻度。又，亦防止排氣處理設備的停止所伴隨的半導體製造製程的運轉停止，製品的生產性提高。
以下，參照圖2對第二發明的實施形態進行說明。向除害裝置41供給來自半導體製造製程的排氣，將排氣進行燃燒或分解處理。再者，除害裝置可為燃燒式、電漿式、電熱式等任一種，亦可為該些以外。
以噴出水、或使水沿著除害裝置41的內壁面流動的方式，於除害裝置41內設置有噴嘴（圖示省略）。藉由包括水箱及配管等的供水管線42向該噴嘴供給水，自噴嘴噴出水，或自噴嘴流出的水以水膜狀於除害裝置41的內壁面流動。該噴出的水或於內壁面流動的水吸收氣體中的水可溶成分，並且捕獲微粒，或使氣體溫度降低。
經除害裝置41處理的氣體被送至洗氣器44，經洗煙處理後，送至下一步驟或釋放至大氣中。
於洗氣器44內，向上部的噴嘴供給水。氣體與自該噴嘴噴灑的水接觸，水可溶成分與微粒被水吸收或捕獲後，自洗氣器44流出。藉由包括水箱及配管等的供水管線45向洗氣器44供給用水。
自除害裝置41及洗氣器44的底部取出的水經由排水管線43、排水管線46被取出，輸送至排水處理設備（圖示省略）進行處理。
於本實施形態中，以於藉由供水管線42、供水管線45輸送至除害裝置41及洗氣器44的水中添加膽鹼及/或氨溶液的方式設置有藥劑添加裝置。
作為藥劑添加裝置，可使用包括藥劑溶液的水箱、注藥泵、及該注藥泵的控制器的通常的裝置，但不限定於此。藥劑添加裝置可為向供水管線42、供水管線45兩者添加藥劑者，亦可於供水管線42、供水管線45分別設置藥劑添加裝置。
作為藥劑溶液，利用膽鹼溶液、氨溶液、或該些與過氧化氫的混合溶液。於該情形時，作為氨與過氧化氫的混合液，可利用半導體製造製程中用作洗淨液的SC-1、及其排水。再者，考慮到對除害裝置41或洗氣器44及其周邊構件的影響，亦可併用防腐劑。
於本發明中，可將所述藥劑溶液添加至常規除害裝置或洗氣器的用水中，亦可以去除沈積物為目的而將所述藥劑暫時添加至用水中。於任一情形時均可充分達成沈積物的溶解及產生抑制的目的。
再者，膽鹼的添加率較佳為0.1 g/L～10 g/L，尤佳為1 g/L～10 g/L左右，氨的添加率較佳為0.1 g/L～10 g/L，尤佳為1 g/L～10 g/L左右，過氧化氫的添加率較佳為0.1 g/L～10 g/L，尤佳為1 g/L～10 g/L左右。又，於以沈積物的溶解為目的的情形時，較佳為1 g/L～10 g/L左右的添加率，於以沈積物的產生抑制為目的的情形時，較佳為0.1 g/L～1 g/L左右的添加率。
如上所述，藉由將藥劑添加至除害裝置41及洗氣器44的用水中，而可使作為沈積物的主成分的二氧化矽、鎢及其氧化物溶解。藉此，可抑制或消除除害裝置41或洗氣器44的內部、除害裝置周邊配管等中的堵塞，實現生產性的提高或保養頻度的降低。又，亦防止排氣處理設備的停止所伴隨的半導體製造製程的運轉停止，製品的生產性提高。
[實驗例]
為了證實膽鹼及/或氨具有充分的溶解特性，而進行以下實驗。自設置於半導體製造製程的除害裝置後段的洗氣器採集沈積物，對成分進行分析，結果W含有率以乾基計約為55 wt%。
將剛採集後的沈積物以按照固體成分濃度計成為0.1%的方式添加至純水中，使其分散而製備試驗液（樣本水）。
對於該試驗液，分別以膽鹼0.1%（wt%。以下相同）、膽鹼0.05%＋H
2O
20.05%、氨0.1%、氨0.05%＋H
2O
20.05%的添加率添加作為藥劑的膽鹼、膽鹼＋H
2O
2、氨或氨＋H
2O
2，攪拌10 min後，測定溶解殘留的固體成分量，而測定溶解率，結果溶解率於膽鹼、膽鹼＋H
2O
2、氨＋H
2O
2的情形時均為約50%～60%。添加氨0.1%的情形時的溶解率約為70%。
又，於將所述各藥劑對所述試驗液的添加率設為1%的情形時，溶解率大致為75%～90%。
與此相對，添加NaOH 0.1%的情形時的溶解率約為20%，即便於添加NaOH 1%的情形時亦為低至約45%的值。根據該結果可知，膽鹼及/或氨具有充分的溶解特性。
所述實施形態為本發明的一例，亦可將本發明設為所述以外的形態。
已使用特定的形態詳細地說明了本發明，但業者明瞭，可於不脫離本發明的意圖與範圍的情況下進行各種變更。
本申請案基於2020年10月30日提出申請的日本專利申請案2020-182715及2021年2月10日提出申請的日本專利申請案2021-019965，並藉由引用將其整體援引至此。
1:燃燒室
1a、11a:凹坑
2:燃燒器
3、5、6、7、15、22、31、32、33:配管
4、14:泵
8:鹼添加裝置
9:pH計
10:控制器
11:一次洗煙室
12、18:管道
17:氣體出口
20、44:洗氣器
21:噴嘴
41:除害裝置
42、45:供水管線
43、46:排水管線
圖1是第一發明的實施形態的排氣處理設備的結構圖。
圖2是第二發明的實施形態的排氣處理設備的結構圖。
1:燃燒室
1a、11a:凹坑
2:燃燒器
3、5、6、7、15、22、31、32、33:配管
4、14:泵
8:鹼添加裝置
9:pH計
10:控制器
11:一次洗煙室
12、18:管道
17:氣體出口
20:洗氣器
21:噴嘴
Claims (10)
- 一種排氣處理設備，包括：燃燒室，對排氣進行燃燒處理；水流出機構，使水沿著所述燃燒室的內壁面流動；及供水機構，向所述水流出機構供給水， 所述排氣處理設備的特徵在於： 於所述供水機構設置有添加鹼的鹼添加機構。
- 如請求項1所述的排氣處理設備，其中所述供水包括：送水用的泵；第一配管，與所述泵的吸入側相連；及第二配管，與所述泵的噴出側相連，且 所述鹼添加機構以向所述第一配管添加鹼的方式設置。
- 如請求項2所述的排氣處理設備，其中於所述第二配管設置有pH計，且設置有控制機構，所述控制機構以所述pH計的檢測pH值成為特定範圍的方式對鹼添加機構的鹼添加量進行控制。
- 如請求項3所述的排氣處理設備，其中所述特定範圍為pH值為9以上。
- 一種排氣處理設備，包括：除害裝置，對排氣進行除害處理；以及供水機構，向所述除害裝置供給水， 所述排氣處理設備的特徵在於： 設置有藥劑添加機構，所述藥劑添加機構於向所述供水機構供給的水中添加膽鹼及/或氨。
- 如請求項5所述的排氣處理設備，其中所述藥劑添加機構向所述水中添加膽鹼及/或氨、及過氧化氫。
- 如請求項5或請求項6所述的排氣處理設備，其中於所述除害裝置的下游側設置有洗氣器，且 包括藥劑添加機構，所述藥劑添加機構於所述洗氣器的用水中添加膽鹼及/或氨。
- 如請求項7所述的排氣處理設備，其中於所述洗氣器的用水中添加膽鹼及/或氨、及過氧化氫。
- 如請求項5至請求項8中任一項所述的排氣處理設備，其中所述藥劑添加機構添加半導體製造製程所使用的溶液或半導體製造製程排水作為藥劑。
- 如請求項5至請求項9中任一項所述的排氣處理設備，其中所述排氣為來自半導體製造製程的排氣。
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