WO2020261518A1 - 排ガス除害ユニット - Google Patents

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Abstract

フォアライン配管から熱分解塔に至る排ガス経路の詰まりを大幅に解消する。 排ガス除害ユニット(U)は、真空ポンプ(1)、排ガス導入ノズル部(20)、排ガス洗浄部(40)とを含む。排ガス導入ノズル部(20)は、排ガスノズル(21)と、排ガスノズル(21)からの排ガス(H)を包み込む保護ガスカーテン(Gk)を形成する保護ガスノズル(25)と、保護ガスカーテン(Gk)を包み込む水分噴出ノズル(27)とを含む。排ガス洗浄部(40)は、前記水槽(41)と攪拌部(46)とを含む。水槽(41)は内部に洗浄用の水(M)を貯蔵した中空容器で、排ガス導入ノズル部(20)が接続されている。水槽(41)の水(M)とその天井部(41a)との間の空間は排ガス(H)が通流する通流空間(45)である。攪拌部(46)は水槽(41)の天井部(41a)から垂設され、その下部が水槽(41)内の水(M)に浸漬している第1堰(47)と、前記第1堰(47)の下流に設けられ、その上部が前記水(M)より上部に露出した第2堰(48)とを含む。

Description

排ガス除害ユニット
 本発明は、半導体や液晶等の電子デバイスの製造プロセスから排出される排ガスを無害化して大気放出する排ガス除害ユニットに関し、更に詳しくは、該排ガスに含まれる粉塵や反応生成物による排ガス通路における配管や機器内部の詰まりを大幅に緩和出来る排ガス除害ユニットに係る。
 半導体や液晶等の電子デバイスの製造プロセスでは、多種類の有害或いは引火性・爆発性のある危険度の高いガスや、オゾンホールの原因となる等の地球環境破壊ガスが使用されている。地球環境破壊ガスとしては、例えば、CVDチャンバのクリーニングガスとして使用されるCF4およびC26のようなパーフルオロカーボンやNFのような炭素を含まないフッ素化合物などのパーフルオロコンパウンド(以下、「PFC」という)を含む様々な化合物のガスが挙げられる。
 電子デバイス製造工場では、一般的に上の階のクリーンルーム内にはCVDのような製造装置とメカニカルブースターポンプが設置され、下の階に例えばスクリュー式真空ポンプ、入口スクラバ、熱分解塔、出口スクラバなどから構成される一連の排ガス除害機器類が個別に設置され、これらが配管で接続されている(特許文献1、2)。
 そして、メカニカルブースターポンプを介して上の階の製造装置のプロセスチャンバと下の階のスクリュー式真空ポンプとは配管接続され、プロセスチャンバ内の排ガスが前記真空ポンプで吸引されるようになっている。プロセスチャンバから出た排ガスはデバイス製造プロセスで生成された反応生成成分(例えば、水溶性成分や、水分と反応して大量の粉塵を生成する加水分解性ガス)を含む。
 下の階においては、前記真空ポンプに続けて設置され、前記真空ポンプから排出された排ガスをシャワーによる水洗浄して前記水溶性成分や加水分解性成分を除去すると共に反応によって生じた粉塵を捕集するための入口スクラバ、前記入口スクラバから流出した洗浄用の水を収容する水槽、該水槽の上に設置され、水洗浄された前記排ガスを熱分解する熱分解塔、該熱分解塔で発生し、除害排ガスに含まれる反応生成成分(酸性成分や粉塵など)を除去する出口スクラバなどがこの順に配管接続されている。
 排ガス除害用の熱分解塔としては、排ガスを電気ヒータの熱で分解する加熱分解式のもの(特許文献2)、排ガスをプラズマ空間に通してプラズマ分解処理を行うプラズマ式のものなどが知られている(特許文献3)。
特開2016-33364号公報 特開平11-333247号公報 特許第5307556号公報
 排ガスには上記のように、加水分解性成分が含まれることがあり、これがプロセスチャンバから排出され、下流の排ガス除害設備に流れて行く間に排ガス除害設備の配管内或いは機器類内の水分と反応して反応生成物を生じ、これが配管内或いは機器類の内面に付着して成長し、遂には排ガス流路のいずれかの部分でこれを詰まらせる閉塞事故を引き起こしていた。
 従来の排ガス除害設備は、ユーザーが真空ポンプや入口スクラバ、熱分解塔、出口スクラバ、洗浄水回収用の水槽などの機器類やこれらの接続配管を個別に購入し、自社の電子デバイス製造工場内で組み立てていた。この場合、以下のような問題があった。
(1)排ガス除害設備を構成する個別装置がバラバラに配置され、配管接続されるので、排ガス除害ユニットの設置面積が広がりやすい。
(2)ユーザーは性能を確認しながら上記機器類や接続配管を個別に購入していたが、バラバラに購入するとなると設備全体として保守管理面で統一を取りにくく、弱点部分があるとその部分のメンテナンスが集中的に要求され保守管理がしにくい。例えば、電子デバイス製造装置のプロセスチャンバと真空ポンプを介して入口スクラバとを結ぶフォアラインと呼ばれる配管は、排ガスに含まれる加水分解性成分と入口スクラバのシャワー水とが反応し、シャワー出口にその反応生成物が堆積し、シャワー出口を短時間に閉塞したり、前記シャワー水の水分がフォアライン配管内を流れる排ガス中を逆浸透してフォアライン配管で反応し、フォアライン配管の内面に反応生成物が付着成長してフォアライン配管を短時間に閉塞してしまうというような問題があった。
(3)更に、プロセスチャンバからの排ガスを水洗浄すると多量の粉塵が発生し、これが洗浄排ガスと共に熱分解塔に持ち込まれ、熱分解塔内部で詰まりを発生させるということもあった。
 本発明はこのような従来システムの問題に鑑みてなされたもので、第1の課題は、フォアライン配管から熱分解塔に至る排ガス経路の詰まりを大幅に解消して、長期間の連続操業を可能にすることであり、第2の課題は、全構成要素を統一した設計思想の下で排ガス除害ユニットに構築し、これらを1つの筐体内に組み込む集約化を図ることで、設置面積の省スペース化を実現することである。
 上記の課題を解決するために、本発明(請求項1)の排ガス除害ユニットUは、半導体製造装置200のプロセスチャンバ201から排ガスHを吸引する真空ポンプ1と、該真空ポンプ1から排出された排ガスHを水洗浄する排ガス導入ノズル部20と、該排ガス導入ノズル部20から水洗浄されて排出された洗浄排ガスHに含まれる夾雑物を捕集し、前記洗浄排ガスHを次の排ガス分解工程に送り出す排ガス洗浄部40とを含み、
 前記排ガス導入ノズル部20は、排ガスHを排ガス洗浄部40に導入する排ガスノズル21と、前記排ガスノズル21から噴き出された排ガスHを包み込む保護ガスGを噴出して保護ガスカーテンGkを形成する保護ガスノズル25と、前記保護ガスノズル25から噴き出された保護ガスカーテンGkを包み込む水分噴出ノズル27とを含み、
 前記排ガス洗浄部40は、前記水槽41と攪拌部46とを含み、
 前記水槽41は、水平方向に伸び、内部に洗浄用の水Mを貯蔵した中空容器で、排ガス導入ノズル部20の出口が接続された排ガスHの導入開口41cと、前記水Mとその天井部41aとの間の空間で、排ガスHが通流して排ガス分解工程に送り込まれる通流空間45とを含み、
 前記攪拌部46は、水槽41の天井部41aから垂設され、その下部が水槽41内の水Mに浸漬され、前記浸漬部分に排ガス通過路47aが設けられた第1堰47と、前記第1堰47の下流にて、前記排ガス通過路47aを通過した排ガスHが前記水Mを攪拌する攪拌領域49を介して設置され、その上部が前記水Mより上部に露出した第2堰48とを含む、ことを特徴とする。
 これによれば、排ガスノズル21から噴き出された排ガスHは、保護ガスカーテンGkで保護されている範囲内で水分噴出ノズル27からの水分Mとの接触が遮断されるので、排ガスHの加水分解性成分と水分Mとの接触による反応によって生成される粉塵等の反応生成物が排ガスノズル21に付着して排ガスノズル21を閉塞するというようなこともなければ、排ガスノズル21を流れる排ガスHを逆浸透して排ガスノズル21の上流側の排ガス経路を閉塞してしまうようなことがない。
 そして、排ガス導入ノズル部20を出た洗浄排ガスHは、排ガス洗浄部40の水槽41内に導入され、水槽41内の水Mと共に攪拌部46で攪拌されることで排ガスに含まれた粉塵その他夾雑物が水Mに効果的に捕集され、夾雑物を含まない洗浄排ガスHとして次工程に送りだされる。
 なお、本発明においては、水分とは、水、霧、蒸気、散水等を含み、全て符号Mで示す。
 請求項2は、請求項1の排ガス除害ユニットUにおいて、
 排ガス導入ノズル部20は、排ガスノズル21から離間した位置で保護ガスカーテンGkを越え、前記排ガスノズル21から噴出した排ガスHと水分噴出ノズル27からの水分Mが衝突する位置に設置され、前記排ガスH、保護ガスG及び水分Mが衝突してこれらを周囲に散布させる飛散部材30を更に含むことを特徴とする。
 これにより、排ガスHと水分Mとの気液接触が効率的に行われ、排ガスH中の加水分解性成分の大半がここで分解され、大量の粉塵を発生させる。
 請求項3は請求項1又は2に記載の排ガス除害ユニットUにおいて、
 真空ポンプ1は、半導体製造装置200のプロセスチャンバ201から引き出された第1フォアライン配管P1に接続されたメカニカルブースターポンプ2と、前記メカニカルブースターポンプ2の下方に設置され、メカニカルブースターポンプ2から引き出された第2フォアライン配管P2に接続された粗引きポンプ4とで構成され、
 前記粗引きポンプ4から引き出された第3フォアライン配管P3に排ガス導入ノズル部20が接続され、
 前記第1フォアライン配管P1に接続され、半導体製造装置200のクリーニング時に、第1フォアライン配管P1内にフッ素ラジカルF・を供給して第1フォアライン配管P1以下、前記排ガス導入ノズル部20を含む構成部材の内面付着物Sを除去する内面クリーニング部10と、
 前記第2フォアライン配管P2に接続され、フッ素ラジカルF・による前記内面クリーニングの後に洗浄用の水Mを供給して前記第2フォアライン配管P2以下、前記排ガス導入ノズル部20を含む構成部材の内面付着物Sを水洗浄し、然る後、乾燥気体Gを供給して、第2フォアライン配管P2以下、前記排ガス導入ノズル部20を含む構成部材の内面を乾燥する内面洗浄部16とで構成されていることを特徴とする。
 これにより、第1フォアライン配管P1以下、排ガス導入ノズル部20を含む構成部材の内面洗浄が半導体製造装置200のクリーニング時に同時に実行され、メンテナンス時間を短縮することが出来る。
 請求項4は、請求項1に記載の排ガス除害ユニットUにおいて、
 真空ポンプ1、排ガス導入ノズル部20、排ガス洗浄部40、及び排ガス洗浄部40からの洗浄排ガスHを熱分解する熱分解塔60並びに前記熱分解塔60からの分解排ガスHを水洗浄して前記熱分解によって生成された分解排ガスH内の夾雑物を除去して分解排ガスHを清浄排ガスHとして装置外に排出する出口スクラバ80と、前記構成機器を繋ぐ配管系と、これらを収容する筐体90とで構成されたことを特徴とする。
 これによれば、排ガス除害の構成機器並びにその配管系が1つの筐体90内に纏めて収納されているので、従来に比べてその設置面積をコンパクトに出来る。そして、一連の排ガス除害の構成機器が同一メーカーによって用意されているので、排ガス除害ユニットU全体の性能が調和し、本来弱点とされていたフォアライン配管系統の粉塵詰まりを解消することが出来た。
 上記のように本発明は、排ガス導入ノズル部20の水分噴出ノズル27と、排ガス洗浄部40の攪拌部46との協働により、排ガスHを粉塵その他に夾雑物を含まない状態にして次工程に送ることが出来る。
 そして、除害機器や配管系を統一した設計思想で統合し、これらを1つの筐体90内に収納したので、排ガス除害ユニットUの設置面積を節約できると同時にユーザーにあっては、排ガス除害ユニットUの入口から出口まで総合的に管理することが出来るようになった。
本発明を適用した排ガス除害ユニットの内部構造を示す正面図である。 図1の構成要素の機能説明図と攪拌部(堰)の拡大図である。 (a)本発明の内面クリーニング部の第1実施例の概略断面図、(b)同第2実施例の概略断面図である。 本発明の排ガス導入ノズル部の断面図である。 本発明の熱分解塔の断面図である。 本発明の出口スクラバの断面図である。
 以下、本発明を図示実施例に従って説明する。本排ガス除害ユニットUは、半導体デバイス製造プロセスで用いられる製造装置200、例えば、CVD成膜装置から排出された排ガスHを排ガス除害ユニットUの筐体90内に設置された真空ポンプ1(メカニカルブースターポンプ2と粗引きポンプ4)で吸引し、この排ガスHを同じ筐体90内に収納された機器類に順送りし、これを熱分解して無害化して大気放出する設備である。
 なお、背景技術の説明ではPFC排ガスの除害を代表例として説明したが、難分解性の排ガスはPFC排ガスに限られないので、本発明の処理対象ガスは、単に、排ガスHとする。
 以下、図面を参照して本発明の排ガス除害ユニットUの実施形態の一例を説明する。排ガス除害ユニットUは、例えば、半導体製品や液晶パネルなどの製造工場において、半導体製造装置200が設置されているクリーンルーム210のある上の階に対してその下の階に設置され、半導体製造装置200の排気系を構成する。
 本発明の排ガス除害ユニットUは、真空ポンプ1、内面クリーニング部10、内面洗浄部16、排ガス導入ノズル部20、排ガス洗浄部40、熱分解塔60、出口スクラバ80及びこれらを繋ぐ配管系並びにこれらを収納する筐体90とで構成されている。
 半導体製造装置200には、液晶パネル、半導体ウエハの成膜、エッチングその他のプロセスを行うプロセスチャンバ201が設けられている。上記排ガス除害ユニットUは、上記のようにその下の階に設置されている。
 真空ポンプ1は、プロセスチャンバ201の排気を行う上位ポンプとして用いるメカニカルブースターポンプ2と、下位ポンプとして粗引きポンプ4(例えば、ドライポンプやスクリューポンプ)とを備えている。
 図1から分かるように、メカニカルブースターポンプ2は、筐体90の棚91に載置され、粗引きポンプ4はその直下で、後述する排ガス洗浄部40の水槽41上に載置されている。
 本実施例では、プロセスチャンバ201から引き出された第1フォアライン配管P1は床220を貫通して階下のメカニカルブースターポンプ2に接続されている。
 そして、メカニカルブースターポンプ2と粗引きポンプ4とは第2フォアライン配管P2で接続されており、更に、粗引きポンプ4から引き出された第3フォアライン配管P3に排ガス導入ノズル部20が設置されている。
 本発明では、筐体90内において、メカニカルブースターポンプ2と粗引きポンプ4とは上下に配置され、排ガス導入ノズル部20は粗引きポンプ4のすぐ横に配置されているので、これらを繋ぐ第2フォアライン配管P2及び第3フォアライン配管P3の管長は極めて短い。
 そして、第2フォアライン配管P2は図1から分かるようにJ形に形成され、その上端がメカニカルブースターポンプ2に接続され、第2フォアライン配管P2の底部が粗引きポンプ4に接続され、横方向に向いた第2フォアライン配管P2の端部のコネクタP2cに後述する:内面洗浄部16が接続される。
 内面洗浄部16は第2フォアライン配管P2の端部に設けられたコネクタP2cに対して着脱可能である。内面洗浄部16の非接続時は、第2フォアライン配管P2のコネクタP2cは閉鎖されており、内部洗浄時に内面洗浄部16が接続される。
 第1フォアライン配管P1には、フッ素ラジカルを生成して第1フォアライン配管P1以下の配管類や機器類の内面付着物Sをガス化し、これを除去する内面クリーニング部10が設置されており、第2フォアライン配管P2には第2フォアライン配管P2以下の配管類や機器類に洗浄用の水Mや乾燥用の加熱不活性ガスGを供給する内面洗浄部16が設置される。
 内面クリーニング部10は、ラジカル生成チャンバ12、高周波コイル13および高周波電源14を含む。
 ラジカル生成チャンバ12は、長手方向の両端面に開口が設けられた中空円筒部材で、一方の端面に設けられた開口を入口開口部12a、他方の端面に設けられた開口を出口開口部12bとする。
 ラジカル生成チャンバ12の第1フォアライン配管P1に対する取り付けは、図3(a)に示すように第1フォアライン配管P1に直列状態で接続される場合と、図3(b)に示すように出口開口部12bを介して第1フォアライン配管P1に接続される場合とがある。
 図3(a)のラジカル生成チャンバ12では、長手方向の上端部の入口開口部12aに第1フォアライン配管P1の前半部分が接続され、下端部の出口開口部12bに第1フォアライン配管P1の後半部分が接続されている。そして、第1フォアライン配管P1の前半部分に管内付着物分解ガス(例えば、NF)を供給する分解ガス供給管12cが接続されている。
 図3(b)の場合は、ラジカル生成チャンバ12の入口開口部12aに分解ガス供給管12cが接続されている。
 また、ラジカル生成チャンバ12のループ部分13a内で生成され、出口開口部12bから出る矢印はフッ素ラジカルF・を示す。
 ラジカル生成チャンバ12は、ステンレス(SUS)やハステロイ(登録商標)等の金属、或いは、SiO2やAl23等のセラミックスと言った気密性、耐熱性、耐食性および機械的強度に優れた材料で構成された筒状の部材である。
 このラジカル生成チャンバ12の内部には、高周波コイル13が配設されている。高周波コイル13は、例えば銅やステンレスなどの導電性金属からなる線材を螺旋状に巻回して形成した円筒型のループコイルである。この高周波コイル13は、螺旋状に巻回されて内部に円筒状の空間が設けられたループ部分13aの中心軸と、ラジカル生成チャンバ12の中心軸とが同軸と成るようにラジカル生成チャンバ12内に装着される。また、高周波コイル13のループ部分13aの両端部はラジカル生成チャンバ12内から外部へと延出され、高周波電源14に接続される。
 なお、この高周波コイル13と上述のラジカル生成チャンバ12とは、過熱を防止するため、必要に応じて冷却するのが好ましい。
 第1フォアライン配管P1及びラジカル生成チャンバ12の内に示した点は内面付着物Sを示す。プロセスチャンバ201に接続されている第1フォアライン配管P1の内面にはプロセスチャンバ201からの排ガスHに伴う反応生成物が付着している。
 高周波電源14は、高周波コイル13に対して高周波電圧を印加する電源である。
 第2フォアライン配管P2のコネクタP2cに必要に応じて接続される内面洗浄部16は、洗浄用の給水配管18と乾燥気体供給配管19とで構成され、洗浄用の給水配管18と乾燥気体供給配管19との共通配管17がJ形の第2フォアライン配管P2の下端先端に設けたコネクタP2cにフッ素ラジカルF・による内面クリーニングに合わせて接続される。給水配管18、乾燥気体供給配管19及び共通配管17には開閉弁18v・19vがそれぞれ取り付けられている。
 給水配管18からは清浄な市水M(或いは、水槽41の水M)が供給され、乾燥気体供給配管19からは、本実施例では加熱不活性ガス(窒素)Gが供給される。
 排ガス導入ノズル部20は粗引きポンプ4の出口から伸びた第3フォアライン配管P3の出口に接続された装置である。排ガス導入ノズル部20には、第1に、粗引きポンプ4から送り出された排ガスHを逆浸透して第3フォアライン配管P3やそれより上流側の配管や機器類の内部に反応生成物Sを付着させることを防ぐ機能が求められ、第2に水分Mを散布することによって排ガスHに含まれている加水分解性成分を加水分解する機能が求められる。以下、説明する。
 次に排ガス導入ノズル部20は、ケーシング35と、該ケーシング35の天井部分に装着された三重管20aと、三重管20aの直下に設けられた飛散部材30とで構成されている。
 三重管20aのノズル構造としては内管である排ガスノズル21、該排ガスノズル21の周囲を囲繞する中間管であり、不活性ガスGを噴出して排ガスHの周囲に保護ガスカーテンGkを形成する保護ガスノズル25、及び該保護ガスノズル25の周囲を囲繞する外管であり、保護ガスカーテンGkの外側から水分を噴出する水分噴出ノズル27とで構成されている。
 排ガスノズル21の入口部分は、粗引きポンプ4から引き出された第3フォアライン配管P3に接続されている。排ガスノズル21の内面の縦断面形状は、その入口部分から中間部分までは太い円形直管状に形成され、中間部分からその出口である排ガス噴出口21fに向かってその内径が漸減するように絞られている。この排ガス噴出口21fに反応生成物や粉塵が付着堆積しないように、ナイフエッジ状に形成しておくことが好ましい。排ガスノズル21の外面の排ガス噴出口21fに向かって漸減する逆円錐台形状の部分が保護ガスGが噴射される保護ガス噴出路T1を構成する隙間の内面となる。
 保護ガスノズル25は、上面中央に開口する円筒状の収納凹所25bが形成されており、この収納凹所25bの中央から下方に向けて先細り(ロート状)のノズル孔25aが穿設されている。このノズル孔25aが設けられている部分をノズル部分25cとする。このノズル部分25cは中空で逆円錐台状である。
 この保護ガス噴出路T1の先端開口が保護ガス噴出口25fで、排ガス噴出口21fの全周を取り巻いている。そして保護ガスノズル25の上部側面には保護ガス供給配管26が接続され、収納凹所25bの内面と排ガスノズル21の外面との間に形成されたガス溜まり26aに連通している。即ち、ガス溜まり26aは保護ガス噴出口25fに至る保護ガス噴出路T1に連通している。そして、保護ガス噴出口25fは、排ガス噴出口21fより排ガス噴出方向に突き出している。
 水分噴出ノズル27は保護ガスノズル25の全周を取り巻くように設けられている。
 水分噴出ノズル27のノズル部分27cは、保護ガスノズル25のノズル部分25cと同じテーパで形成された先細り円錐形に形成されており、保護ガスノズル25の外周面と水分噴出ノズル27の内周面との間に水分噴出路T2を構成する隙間が保護ガスノズル25の外周面全周に亙って形成されている。
 この水分噴出路T2は、水溜まり28aを経て水分供給配管28に接続されている。この水分供給配管28は第1揚水配管42に接続され、該第1揚水配管42に設置された第1揚水ポンプYP1にて水槽41の水Mが供給される。
 図4では水分供給配管28は水分噴出ノズル27の側面に接続され水溜まり28aに繋がっている。
 この三重管20aはケーシング35に設置され、三重管20aのノズル口の下方に飛散部材30が設置されている。飛散部材30は、皿状部31と、ケーシング35に取り付けられた支持部材34、及び脚部32とで構成されている皿状部31は円形で浅い皿状の部材で、上面周囲が盛り上がっており、この盛り上がり縁31bの内側が窪んでいる。この窪んでいる部分を衝突部分31aとする。この衝突部分31aと保護ガスノズル25のノズル口先端との間隔は、水分噴出ノズル27から噴出した水分(加熱蒸気或いは微細水滴)が保護ガスカーテンGkを突き破る地点、或いはこの地点を越える下方位置が好ましい。衝突部分31aを保護ガスノズル25のノズル口に近接させ過ぎると保護ガスカーテンGkの水分遮蔽効果が損なわれる。
 支持部材34は円板状の部材で、ケーシング35の内面に固定されている。前記支持部材34の適所には排ガス流下孔33が穿設されている。そして円柱状の脚部32の上端は皿状部31の底部中央に取り付けられている。脚部32の下端は支持部材34の中央に取り付けられている。
 ケーシング35は下面開口の円筒体で構成され、上記のようにその天井部分に三重管20aが下向きで取り付けられている。その下面開口は後述する水槽41の排ガスHの導入開口41cに取り付けられている。
 排ガス洗浄部40は、水平方向に長く延びた中空容器で、内部に洗浄用の水Mを一定の高さに蓄えた水槽41と、前記水槽41の中に設けられた1乃至複数の攪拌部46と1乃至複数の噴射ノズル50とを含む。攪拌部46は、水Mの攪拌による気液接触効果の高い堰が用いられる(図2の拡大図)。
 水槽41の天井部41aと洗浄用の水Mとの間には排ガスHが通流する通流空間45が設けられている。本実施例の水槽41は、通流空間45を流れる排ガスHと洗浄用の水Mとの気液接触を高めるため、本実施例では堰構造を攪拌部46として採用している。(以下、攪拌部46を単に堰46とも言うことがある。)攪拌部46は、第1堰47と第2堰48とで構成され、第1堰47と第2堰48との間に攪拌領域49が設けられている(図2の拡大図)。
 第1堰47は、排ガスHの上流側に水槽41の天井部41aから垂設され、その下端部分が洗浄用の水Mの中に没している。そしてその水没部分に排ガス通過路47aとなる通過孔が形成されている。(排ガス通過路47aは孔に限られるものでなく、排ガスHが潜れるような堰でも良い。ここでは、排ガス通過路47aとして通過孔を用いることにする。)該排ガス通過路47aは、水面直下で水面に合わせて水平に伸びたスリット状の隙間、或いは水平に並んだ1乃至複数の貫通孔にて形成されている。該排ガス通過路47aの孔縁には下流方向に伸びたガイドノズル47bが設けられている。
 第2堰48は、攪拌領域49を介して第1堰47の下流側に設けられている。その設置姿は、第1堰47に対して第2堰48の上部に対して下部が漸次離間する方向で、その全体が下流側に向かって下り傾斜するように設けられている。
 第2堰48の上部は水面から突出し、その残りの下部が水中に没している。そして突出部分の上端部分が第1堰47方向に屈曲或いは湾曲し、水没部分の下端部分が水槽41の底部41b方向で第1堰47側に斜め下方に屈曲又は湾曲するように形成されている。上部の屈曲部分を上部屈曲片部48b、下部の屈曲部分を下部屈曲片部48aとする。全体として第2堰48は逆C形を呈する。
 水中に没しているその下部の下部屈曲片部48aの屈曲ライン48lは、第1堰47の排ガス通過路47aより下に位置する。
 攪拌領域49は、前述のように第1堰47と第2堰48との間のスペースで、その間の間隔は、排ガス通過路47aの出口部分近辺が最も広く、上に行くほど徐々に狭くなる。そして、上部屈曲片部48bの先端と第1堰47との間の間隔が最も狭く、ここから通流空間45に繋がっている。
 この堰46は水槽41内にて水槽41の長手方向に対して直角方向の全幅に設けられている。この攪拌部46は1カ所でも良いが、2以上並設してもよい。
 水槽41の通流空間45には、噴射ノズル50が水平方向に向けて水Mを噴出させるように設置されている。図の実施例では、噴射ノズル50は3基、設置されており、第1揚水配管42の枝管に接続され、該枝管に設けられた噴射ポンプFPにて水槽41の洗浄用の水Mが供給されるようになっている。
 上記排ガス導入ノズル部20では、三重管20aの水スプレーにより、排ガスH中の加水分解性成分が水Mと反応し、多量の粉塵を発生させる。
 排ガス洗浄部40では、排ガスHを次工程の熱分解工程に送る前に上記粉塵を捕集する役目と、送り込まれた排ガスH中の多量の粉塵が水槽41の内面に付着堆積して水槽41内の通流空間45を詰まらせないようにする役目を課せられている。
 図の実施例では、堰46が複数箇所(3箇所)設けられているので、第1の噴射ノズル50aは通流空間45の最上流にて水槽41の側壁にて通流空間45の下流に向けて水Mが噴射され、水槽41のこの周辺(導入開口41c)の内面をスプレーしている。
 導入開口41cの周囲は最も粉塵量の多い場所なので、通流空間45において、導入開口41cの下流側にも第2の噴射ノズル50bが設置されている。第2の噴射ノズル50bからは通流空間45の上流側と下流側の二方向に噴出させるように配置され、導入開口41cの下流側において、この周辺の水槽41の内面をスプレーしている。
 第3の噴射ノズル50cは、最下流の攪拌部46の下流側にて上・下流の二方向に噴出させるように配置され、この周辺の水槽41の内面をスプレーしている。
 上記の場合、噴射ノズル50を図のように複数箇所に設けても良いが、排ガスHの導入開口41cだけに設けてもよい。
 水槽41では、その通流空間45の下流部分において、後述する熱分解塔60と出口スクラバ80との間に、熱分解塔60側と出口スクラバ80側とを分ける分離堰板55が水槽41の全幅にわたって設けられている。この分離堰板55は水槽41の天井部41aから垂設され、その下端部分が洗浄用の水Mの中に没している。これにより通流空間45を流れてきた排ガスHは、分離堰板55に堰止められて熱分解塔60に導かれる。分離堰板55より下流の構成については、出口スクラバ80の項で説明する。
 図5に示す本実施例の熱分解塔60は、大気圧プラズマを利用した排ガスHの熱分解処理装置で、太い円筒状の塔本体62、前記塔本体62の頂部に設置され、前記塔本体62の内部に向かって高温のプラズマジェットJを生成する非移行型のプラズマジェットトーチ61、その直下に立設された細い円筒状の燃焼筒部64、及び前記塔本体62の上端外周を取り囲むように設置されたリング状の空間で、常時、水Mが供給されており、オーバーフローにより前記塔本体62の内壁に水を流して水膜を形成する水導入部63とで構成されている。水導入部63には第2揚水配管43に設置された第2揚水ポンプYP2によって水槽41の水Mが供給されている。
 上記熱分解塔60は、水槽41の通流空間45の下流部分において、分離堰板55の上流側に立設され、通流空間45に開口し、水槽41の天井部41aに設けた連通開口41dを介して通流空間45に繋がっている。
 燃焼筒部64は塔本体62の中心軸に一致して配置され、その下端部分が水槽41の水Mに浸漬されている。そして、水面の直上で燃焼筒部64の下部から排気配管66が水平方向に分岐され、分離堰板55を貫通して出口スクラバ80側に開口している。排気配管66が開口した出口スクラバ80側のスペースを分解排ガス流入空間45aとする。
 熱分解塔60の頂部に設けられたプラズマジェットトーチ61は、内部にプラズマ発生室(図示せず)を有し、プラズマジェットトーチ61の下面中心部にはプラズマ発生室内で生成したプラズマジェットJを噴出させるプラズマジェット噴出孔(図示せず)が設けられている。プラズマジェットトーチ61の側面上部には必要に応じて窒素ガスのような作動ガス送給配管(図示せず)が設けられている。
 プラズマジェット噴出孔から噴出したプラズマジェットJは、塔本体62の中心に設けられた燃焼筒部64に吹き込まれる。
 上記分離堰板55を越えた、水槽41の分解排ガス流入空間45a側には水槽41の底部41bから立ち上がり、その上端が洗浄用の水Mの水面と一致したオーバーフロー堰56が設置され、このオーバーフロー堰56を越えた部分が排水領域57であり、工場排水として放流される。
 水槽41にはオーバーフローで放流された水Mと同じ量の新しい水Mが供給され、水槽41内の水Mは一定の水位を保っている。
 出口スクラバ80は、いわゆる湿式のスクラバであり、以下、その構造を説明する(図6)。出口スクラバ80は、水槽41の天井部41aに熱分解塔60に並べて立設されている。
 出口スクラバ80は、外装ケーシング81、サイクロン筒部82、排気ファン89及びその付帯設備とを含む。付帯設備としては、第3揚水配管44及びその途中に設けられた第3揚水ポンプYP3、第1出口洗浄スプレー88a、及び第2出口洗浄スプレー88bなどがある。
 外装ケーシング81は下面開口の中空直円管形で、その底部は分解排ガス流入空間45a側に貯留された水Mに浸漬されている。水Mに浸漬されている底部には水面直下の位置に分解排ガス通流孔81aが複数箇所設けられている。この分解排ガス通流孔81aの孔縁には横向き漏斗状のガイドノズル81bが内側に向けて設置されている。そして、外装ケーシング81の天井部分にはこれを貫通して洗浄排ガス排出筒部86が下方に向けて垂設されている。この洗浄排ガス排出筒部86は後述する排気ファン89に接続されている。
 外装ケーシング81内にて、その中心にはサイクロン筒部82が外装ケーシング81の天井部分から垂設されている。サイクロン筒部82の上部は円筒状に形成され、該円筒状部分82cの中央に上記洗浄排ガス排出筒部86が位置している。そして、該円筒状部分82cには分解排ガスHがサイクロン筒部82内に流入する分解排ガス導入口82bが形成されている。円筒状部分82cの下端には漏斗状に絞られた漏斗状部分82aが下に向けて設けられ、この漏斗状部分82aの下端から細管部82dが下に向けて設けられている。細管部82dの下端部分は分解排ガス流入空間45a内の洗浄用の水Mに浸漬されている。
 外装ケーシング81とサイクロン筒部82の細管部82dとの間の空間には、細管部82dの下部全周を囲繞するように邪魔筒部材83が立設されている。この邪魔筒部材83の上部が水Mから上に突き出し、下部が水Mに浸漬されている。水Mに浸漬されている下部の下端部83aがガイドノズル81b側に向けて斜め下向きに屈曲され、水Mから上に突き出した上部の上端部83bが細管部82d方向に向けて水平に屈曲されている。そして外装ケーシング81のガイドノズル81bにこの邪魔筒部材83の水没部分が正対し、且つその全体が上記のように外装ケーシング81に対して傾斜するように配置され、水槽41の第2堰48と同様の役目を果たす。なお、水没部分の屈曲ライン83lは、分解排ガス通流孔81aより下に設けられている。
 邪魔筒部材83の上方にはリング状邪魔板84が外装ケーシング81の内周面から内側に向けて水平に設けられている。リング状邪魔板84の孔縁には下方向に伸びた円筒状部84aが設けられている。該円筒状部84aの中心にはサイクロン筒部82の細管部82dが貫通している。そしてこの円筒状部84aは、邪魔筒部材83の上半分の水面突出部分とサイクロン筒部82の細管部82dとの間に入り込んで、分解排ガスHの複雑な通流経路を構成している。
 上記リング状邪魔板84の上方には複数の第1出口洗浄スプレー88aが前記細管部82dの周囲に設置され、上下に水を上下方向に向けて散水している。この第1出口洗浄スプレー88aには分解排ガス流入空間45a側に貯留された水Mを揚水する第3揚水配管44が接続され、この第3揚水配管44には第3揚水ポンプYP3がその途中に設けられている。第1出口洗浄スプレー88aからの散水Mは、サイクロン筒部82と外装ケーシング81との間の空間をカバーし、且つ両者の内面を水Mで常時濡らすようにしている。第1出口洗浄スプレー88aで散布された前記水Mは両者の内面を流下して水槽41に戻るようになっている。
 洗浄排ガス排出筒部86内には第2出口洗浄スプレー88bが設置され、洗浄排ガス排出筒部86から漏斗状部分82aに向けて散水するようになっている。第2出口洗浄スプレー88bの散水Mは最終段の水洗で、清浄排ガスHは大気放出されるため、新水が使用される。
 外装ケーシング81の頂部には排気ファン89が設置され、外装ケーシング81の洗浄排ガス排出筒部86に接続されている。そして該排気ファン89に設置された大気放出用の排気用配管89aが筐体90から引き出されて工場配管150に接続されている。
 排ガス除害ユニットUの制御盤Cは、熱分解塔60の制御系と、メカニカルブースターポンプ2および粗引きポンプ4を集中制御するポンプ集中制御系とを中心に構成されている。前記制御盤Cは筐体90内に組み付けられている。
 次に本発明の排ガス除害ユニットUの作用に付いて説明する。半導体製造プロセスにおいて、様々な原料ガスが半導体製造装置200のプロセスチャンバ201に供給され、プロセスチャンバ201内に収納されている多数枚の半導体基板を含む電子デバイス(図示せず)に対して様々な処理が施される。反応プロセスで使用された原料ガスは排ガスHとなって第1フォアライン配管P1を介して排ガス除害ユニットUに排出される。排気ファン89を作動させると排ガス除害ユニットUの排ガス経路は負圧に保たれ、排ガスHは排気ファン89に吸引される。
 排出される排ガスH中には上記プロセスで発生した粉塵を含む反応生成成分、未反応成分などの夾雑成分が混じっている。第1フォアライン配管P1以下の配管や機器類を通過している内にこの夾雑成分がその内部に付着堆積する。これを内面付着物Sとする。この内面付着物Sの堆積は第1フォアライン配管P1以下、下流に行くほど顕著になる。
 そしてプロセスチャンバ201から真空ポンプ1により吸引された排ガスHは排ガス導入ノズル部20に至り、排ガスノズル21から水槽41の排ガスHの導入開口41cに向かって噴射される。そして噴射された排ガスHの周囲を保護ガスノズル25から噴射された保護ガスカーテンGkがその全周を取り囲む。
 最外層の水分噴出ノズル27の水分噴出路T2の先端開口から、その内側の保護ガスカーテンGkの周囲を取り巻くように、そしてこの保護ガスカーテンGkと平行に加水分解用の水分(高温水蒸気)Mが噴出する。水分噴出路T2と保護ガスカーテンGkの形成用の保護ガス噴出路T1とは平行なので、保護ガスノズル25からある距離だけ離れた位置まで水分噴出路T2から噴出された加水分解用の水分Mは保護ガスカーテンGkと平行に噴出し、その距離範囲内では保護ガスカーテンGkを突き破って内側の排ガスHに接触することがない。
 そして上記水分Mが上記のように水分噴出路T2から保護ガスカーテンGkに平行に噴出されると、流速の下落と共にある一定の距離の処で広がり、水分M,保護ガスカーテンGk及び排ガスHが混じり合う。この地点に飛散部材30の皿状部31が設置されており、排ガスH、保護ガスカーテンGk及び水分Mが衝突する。そして、この衝突によりこれらは皿状部31の周囲に飛び散ると共にケーシング35内を舞い上がる。この間、排ガスHと水分Mとの気液接触が効果的に行われ、排ガスH中の加水分解性成分が水分Mと接触して大量の粉塵を生成する。
 この粉塵は、ケーシング35の内面や三重管20aに付着しようとするが、常時、ケーシング35を舞う水分Mによって洗い落とされ、ケーシング35の内面や三重管20aへの付着が緩和される。
 一方、ケーシング35内に舞い上がったケーシング35の上部では、保護ガスカーテンGkが保護ガスノズル25から勢いよく噴出しているので、舞い上がった上記水分Mは保護ガスカーテンGkを突き破れず、保護ガスカーテンGkの保護範囲内では噴き出している排ガスHに接触することはない。それ故、第3フォアライン配管P3を遡上する水分Mの逆浸透はない。
 大量の粉塵と共に水槽41の通流空間45内に吹き込まれた排ガスHは、排ガスHの導入開口41cの全面を覆う第1・2噴射ノズル50a・50bからの噴射水Mに接してその一部が捕集され、水槽41の水Mに回収される。同時にこの噴射水Mは水槽41の内壁を濡らし、内壁に付着しようとする内面付着物Sを洗い流し、その堆積を遅らせる。
 排気ファン89の吸引による熱分解塔60方向への気流によって排ガスHは、捕集を免れた粉塵と共に攪拌部46方向に流れる。この粉塵は次工程の熱分解工程に出来るだけ持ち込まないようにする必要がある。
 攪拌部46では、排ガスHは第1堰47に衝突し、その勢いで第1堰47付近の水面を抑え、水面直下の排ガス通過路47aを通り、攪拌領域49に入る。攪拌領域49では攪拌されつつ泡となって浮上し、その間、水Mと排ガスHとが気液接触し、排ガスH中の粉塵など夾雑物が水Mに効果的に捕集される。第2堰48ではその下部屈曲片部48aが第1堰47方向に下向き湾曲しているので、前記泡の浮上により第2堰48に沿って噴き上げられた水Mは突出部分の上部屈曲片部48bに突き当たって下方に戻され、攪拌領域49を十分攪拌する。これにより粉塵捕集効果が高まる。
 泡状の排ガスHはそのまま浮上して水面ではじけ、通流空間45に入る。
 上記攪拌部46を複数段設けると、上記の捕集作用が繰り返され、熱分解塔60に至る頃には殆ど粉塵など夾雑物を含まない洗浄排ガスHとなる。
 以上から第1フォアライン配管P1から排ガス導入ノズル部20の排ガスノズル21に至る排ガス経路では、排ガス導入ノズル部20の保護ガスカーテンGkにより、排ガス導入ノズル部20内の水分Mと、加水分解性成分を含む排ガスHとの接触が遮断され、上記経路の詰まりが抑制される。そして排ガス導入ノズル部20のケーシング35内では、飛散部材30の存在により排ガスHと飛散した水分(高温蒸気)Mとの気液接触により、排ガスH中の加水分解性成分の殆どが分解され、大量の粉塵を伴うことになる。
 そして、この粉塵を伴う排ガスHは水槽41の攪拌部46で多段に洗浄され、粉塵を伴わない状態で熱分解塔60に供給される。
 水槽41で洗浄された排ガスHは、水槽41の連通開口41dから熱分解塔60内に導入され、塔本体62及び燃焼筒部64の上部の熱分解領域65でプラズマジェットトーチ61のプラズマジェットJに接触して水分の存在下で熱分解される。これにより、分解排ガスHには粉塵や反応生成物などの夾雑物が発生する。
 熱分解された排ガスHは夾雑物と共に燃焼筒部64を通る。燃焼筒部64は下端が開口しているので、分解排ガスH内に含まれた粉塵や反応生成物などの夾雑物の大半はそのまま落下して水槽41の水Mに落下して捕集され、分解排ガスHは残余の軽量の夾雑物と共に排気配管66を通り、分解排ガス流入空間45aに流入する。
 分解排ガス流入空間45aに流入した分解排ガスHは、排気ファン89の吸引力により外装ケーシング81の分解排ガス通流孔81a近傍の水面を押し下げて分解排ガス通流孔81aに流れ込み、外装ケーシング81と邪魔筒部材83との間の攪拌領域87において、泡となって上昇する。この泡立てにより該攪拌領域87の水Mは大きく攪拌される。これにより分解排ガスHに含まれた粉塵を含む夾雑物の大半が攪拌領域87の水Mによって捕集される。
 洗浄された分解排ガスHは、邪魔筒部材83とリング状邪魔板84にて曲がりくねった通流経路を通り、更にリング状邪魔板84の円筒状部84aと細管部82dとの間の空間からリング状邪魔板84の上の空間に出る。前記曲がりくねった通流経路では、洗浄された分解排ガスHは乱流となって邪魔筒部材83、リング状邪魔板84及び細管部82dに接触する。リング状邪魔板84の上方には第1出口洗浄スプレー88aが設置され、ここからの散水Mによって付着した夾雑物が流れ落ちる。
 第1出口洗浄スプレー88aは上下2方向に散水Mをしているので、外装ケーシング81の内面は流下水膜で覆われているので、夾雑物は洗い流されて付着しない。
 分解排ガスHは、上記シャワリングによっても捕集されず、落下しなかった僅かな夾雑物やミストと共に上昇し、分解排ガス導入口82bを通ってサイクロン筒部82内に入る。サイクロン筒部82内に入った分解排ガスHは洗浄排ガス排出筒部86の周囲を旋回し、サイクロン筒部82内での渦形成により分解排ガスHより重い夾雑物やミストはその遠心力と重力により旋回しながら落下し、水槽41の水Mに回収される。
 水洗浄及びサイクロンを経て夾雑物を含まない清浄排ガスHは、排気ファン89に吸引されて排気用配管89aに放出され、工場配管150へと流れて行く。
 上記反応プロセスとその除害作業が終了すると、プロセスチャンバ201のクリーニング工程に切り替わる。クリーニング工程では、内面洗浄部16の共通配管17を第2フォアライン配管P2のコネクタP2cに接続する。この段階では開閉弁18v・19vは閉じられている。
 然る後、プロセスチャンバ201内にフッ素系クリーニングガス(例えば、C、NF等)を流し、プロセスチャンバ201の内面に付着した反応生成物をNFのような揮発性ガスにして排ガス除害ユニットU側に流す。これによりプロセスチャンバ201内のクリーニングが行われる。
 排ガス除害ユニットU側では、第1フォアライン配管P1から排ガス導入ノズル部20に至る排ガス経路に粉塵や反応生成物が付着している。クリーニング工程ではクリーニングガスがプロセスチャンバ201に供給されるが、このクリーニングガスの殆どはプロセスチャンバ201のクリーニング過程で消費され、第1フォアライン配管P1に吸引されるクリーニング後の排ガスには第1フォアライン配管P1以下の排ガス経路におけるクリーニング能力が殆どない。
 そこで、開閉弁10aを開き、内面クリーニング部10に別途クリーニングガス(例えば、NF)を供給し、第1フォアライン配管P1以下の排ガス経路の内面クリーニングを行う。
 即ち、内面クリーニング部10のラジカル生成チャンバ12に別途クリーニングガスを供給しつつ高周波電源14を作動させて高周波コイル13への高周波電圧を印加する。そうすると、高周波コイル13のループ部分13aの内側に容量結合性のプラズマ(CCP)が生成し、このCCPに誘導磁場による誘導電流が流れることによって誘導結合プラズマ(ICP)が生成する。
 前記クリーニングガスはこのラジカル生成チャンバ12内のICPの高熱や電子衝撃によって分解される。これによりフッ素ラジカルF・が大量に生成され、第1フォアライン配管P1やメカニカルブースターポンプ2、更にはその下流の機器類や配管類を通過する間にこれらの内面に付着した反応生成物Sをガス化する。即ち、NF3を分解して生成させたFラジカルF・によって、Si+4F→SiF4という反応で反応生成物Sをガス化させてクリーニングする。これにより、第1フォアライン配管P1やメカニカルブースターポンプ2、更にはその下流の機器類や配管類の内面はプロセスチャンバ201のクリーニング工程中に同時にクリーニングされる。
 上記フッ素ラジカルF・による内面クリーニングが終了すると、内面クリーニング部10の開閉弁10aを閉じる。
 内面洗浄部16の共通配管17は、上記内面クリーニングに先立って第2フォアライン配管P2の下端先端のコネクタP2cに接続されている。内面クリーニング部10の開閉弁10aを閉じた後、内面洗浄部16の給水配管18の開閉弁18vを開ける。
 給水配管18から出た洗浄用の水Mは、共通配管17を通って粗引きポンプ4に流れ込み、粗引きポンプ4を通って第3フォアライン配管P3に入り、続いて排ガスノズル21を通って水槽41に流れ込む。これにより粗引きポンプ4以下の機器類と第3フォアライン配管P3の内部が洗浄される。なお、メカニカルブースターポンプ2には通水することが出来ないため、水洗浄用は粗引きポンプ4以下において行われる。
 上記水洗浄が終了すると、給水配管18の開閉弁18vを閉じ、乾燥気体供給配管19の開閉弁19vを開く。これにより乾燥気体供給配管19から加熱不活性ガス(例えば、加熱窒素ガス)Gが供給され、上記水洗経路を通って水槽41に流れ込み、同経路の内面を乾燥させる。この乾燥により排気系のクリーニングは終了し、次の製造プロセスに移る。
 以上のように、本発明では、排ガス導入ノズル部20と排ガス洗浄部40の協働により、排ガスHに含まれる加水分解性成分の分解と、この分解による粉塵などの夾雑物の排除が可能となるだけでなく、内面クリーニング部10と内面洗浄部16の協働により、クリーニング工程に合わせて第1フォアライン配管P1から排ガス導入ノズル部20までの排ガス経路を洗浄でき、最も詰まり事故を発生しやすいこの部分の詰まりを大幅に抑制することが出来るようになった。
 C:制御盤、F・:フッ素ラジカル、FP:噴射ポンプ、G:保護ガス(乾燥気体・加熱ガス・不活性ガス)、Gk:保護ガスカーテン、H:排ガス、J:プラズマジェット、M:水分(水、水滴、霧、蒸気、噴射水、散水)、P1:第1フォアライン配管、P2:第2フォアライン配管、P2c:コネクタ、P3:第3フォアライン配管、S:内面付着物(反応生成物)、T1:保護ガス噴出路、T2:水分噴出路、U:排ガス除害ユニット、YP1:第1揚水ポンプ、YP2:第2揚水ポンプ、YP3:第3揚水ポンプ
 1:真空ポンプ、2:メカニカルブースターポンプ、4:粗引きポンプ、10:内面クリーニング部、10a:開閉弁、12:ラジカル生成チャンバ、12a:入口開口部、12b:出口開口部、12c:分解ガス供給管、13:高周波コイル、13a:ループ部分、14:高周波電源、16:内面洗浄部、17:共通配管、18:給水配管、18v:開閉弁、19:乾燥気体供給配管、19v:開閉弁、20:排ガス導入ノズル部、20a:三重管、21:排ガスノズル、21f:排ガス噴出口、25:保護ガスノズル、25a:ノズル孔、25b:収納凹所、25c:ノズル部分、25f:保護ガス噴出口、26:保護ガス供給配管、26a:ガス溜まり、27:水分噴出ノズル、27c:ノズル部分、28:水分供給配管、28a:水溜まり、30:飛散部材、31:皿状部、31a:衝突部分、31b:盛り上がり縁、32:脚部、33:排ガス流下孔、34:支持部材、35:ケーシング、40:排ガス洗浄部、41:水槽、41a:天井部、41b:底部、41c:導入開口、41d:連通開口、42:第1揚水配管、43:第2揚水配管、44:第3揚水配管、45:通流空間、45a:分解排ガス流入空間、46:攪拌部(堰)、47:第1堰、47a:排ガス通過路、47b:ガイドノズル、48:第2堰、48a:下部屈曲片部、48b:上部屈曲片部、48l:屈曲ライン、49:攪拌領域、50(50a~50c):噴射ノズル、55:分離堰板、56:オーバーフロー堰、57:排水領域、60:熱分解塔、61:プラズマジェットトーチ、62:塔本体、63:水導入部、64:燃焼筒部、65:熱分解領域、66:排気配管、80:出口スクラバ、81:外装ケーシング、81a:分解排ガス通流孔、81b:ガイドノズル、82:サイクロン筒部、82a:漏斗状部分、82b:分解排ガス導入口、82c:円筒状部分、82d:細管部、83:邪魔筒部材、83a:下端部、83b:上端部、83l:屈曲ライン、84:リング状邪魔板、84a:円筒状部、86:洗浄排ガス排出筒部、87:攪拌領域、88a:第1出口洗浄スプレー、88b:第2出口洗浄スプレー、89:排気ファン、89a:排気用配管、90:筐体、91:棚、150:工場配管、200:半導体製造装置、201:プロセスチャンバ、210:クリーンルーム、220:床。

Claims (4)

  1.  半導体製造装置のプロセスチャンバから排ガスを吸引する真空ポンプと、該真空ポンプから排出された排ガスを水洗浄する排ガス導入ノズル部と、該排ガス導入ノズル部から水洗浄されて排出された洗浄排ガスに含まれる夾雑物を捕集し、前記洗浄排ガスを次の排ガス分解工程に送り出す排ガス洗浄部とを含み、
     前記排ガス導入ノズル部は、排ガスを排ガス洗浄部に導入する排ガスノズルと、前記排ガスノズルから噴き出された排ガスを包み込む保護ガスを噴出して保護ガスカーテンを形成する保護ガスノズルと、前記保護ガスノズルから噴き出された保護ガスカーテンを包み込む水分噴出ノズルとを含み、
     前記排ガス洗浄部は、前記水槽と攪拌部とを含み、
     前記水槽は、水平方向に伸び、内部に洗浄用の水を貯蔵した中空容器で、排ガス導入ノズル部の出口が接続された排ガスの導入開口と、前記水とその天井部との間の空間で、排ガスが通流して排ガス分解工程に送り込まれる通流空間とを含み、
     前記攪拌部は、水槽の天井部から垂設され、その下部が水槽内の水に浸漬され、前記浸漬部分に排ガス通過路が設けられた第1堰と、前記第1堰の下流にて、前記排ガス通過路を通過した排ガスが前記水を攪拌する攪拌領域を介して設置され、その上部が前記水より上部に露出した第2堰とを含む、ことを特徴とする排ガス除害ユニット。
     
  2.  排ガス導入ノズル部は、排ガスノズルから離間した位置で保護ガスカーテンを越え、前記排ガスノズルから噴出した排ガスと水分噴出ノズルからの水分が衝突する位置に設置され、前記排ガス、保護ガス及び水分が衝突してこれらを周囲に散布させる飛散部材を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の排ガス除害ユニット。
     
  3.  真空ポンプは、半導体製造装置のプロセスチャンバから引き出された第1フォアライン配管に接続されたメカニカルブースターポンプと、前記メカニカルブースターポンプの下方に設置され、メカニカルブースターポンプから引き出された第2フォアライン配管に接続された粗引きポンプとで構成され、
     前記粗引きポンプから引き出された第3フォアライン配管に排ガス導入ノズル部が接続され、
     前記第1フォアライン配管に接続され、半導体製造装置のクリーニング時に、第1フォアライン配管内にフッ素ラジカルを供給して第1フォアライン配管以下、前記排ガス導入ノズル部を含む構成部材の内面付着物を除去する内面クリーニング部と、
     前記第2フォアライン配管に接続され、フッ素ラジカルによる前記内面クリーニングの後に洗浄用の水を供給して前記第2フォアライン配管以下、前記排ガス導入ノズル部を含む構成部材の内面付着物を水洗浄し、然る後、乾燥気体を供給して、第2フォアライン配管以下、前記排ガス導入ノズル部を含む構成部材の内面を乾燥する内面洗浄部16とで構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の排ガス除害ユニット。
     
  4.  真空ポンプ、排ガス導入ノズル部、排ガス洗浄部、及び排ガス洗浄部からの洗浄排ガスを熱分解する熱分解塔並びに前記熱分解塔からの分解排ガスを水洗浄して前記熱分解によって生成された分解排ガス内の夾雑物を除去して分解排ガスを清浄排ガスとして装置外に排出する出口スクラバと、前記構成機器を繋ぐ配管系と、これらを収容する筐体とで構成されたことを特徴とする請求項1に記載の排ガス除害ユニット。
     
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