(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学的気相成長装置、その排ガス流路に設置され、排ガス中の粉塵及び粘性物質を分離・除去するためのフィルターを有する濾過集塵機、濾過集塵機により粉塵及び粘性物質を除去された排ガスを無害化するためのガス処理塔及び排気ファンを備えてなる化学的気相成長装置排ガス処理装置において、化学的気相成長装置と濾過集塵機の間に濾過助剤を添加するための濾過助剤供給装置と、濾過助剤供給装置から添加された濾過助剤並びに濾過集塵機からリサイクルされる濾過助剤を排ガスと混合するための循環・混合装置並びに濾過集塵機から濾過助剤をリサイクルするための粉体循環調整弁とを備えてなることを特徴とする化学的気相成長装置排ガス処理装置。
【請求項２】
濾過集塵機がフィルターを逆洗するための圧縮ガスを導入するための圧縮ガス調整弁を備える請求項１記載の化学的気相成長装置排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、化学的気相成長（以下、「ＣＶＤ」と記載する）装置からの排ガス中に含まれる粉塵及び粘性物質を排ガスから分離・除去するためのＣＶＤ装置排ガス処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造プロセスで用いられる薄膜の形成方法の１つに、ＣＶＤ法がある。ＣＶＤ法は、形成させようとする薄膜材料を構成する元素からなる１種または２種以上の化合物例えばハロゲン化物、硫化物、水素化物等または単体のガスを基板上に供給し、気相または基板表面での化学反応（例えば高温中で熱分解、酸化、還元、重合、気相化合反応等）により所望の薄膜を基板上に沈着、形成させる方法である。ＣＶＤ法は化学反応であるため、非常に広範囲かつ多様な物質の薄膜形成が可能であり、また、種々の気体反応材料の組み合わせにより、自由な組成の制御が可能となり、今までに知られていなかった全く新しい構造・組成の薄膜を合成することができ、しかも、それらの物質の融点よりも充分に低い温度で薄膜を形成できる方法である。
【０００３】
ＣＶＤ法により、例えばＳｉＨ４（モノシラン）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）等の成膜用原料を供給することにより、Ｓｉ基板等にＳｉＯ２薄膜を形成することができる。しかし、ＣＶＤ装置からの排ガスには、薄膜形成に寄与しなかった未反応の原料ガスばかりでなく、ＳｉＯ２等の粉塵や、成膜過程において副生するアルコール、アルデヒド及び粘性の高いポリシロキサン等が含まれ、排ガス中のこれらの成分は有害なものが多く、大気中にそのまま排出することは人体及び環境に悪影響を及ぼす恐れがあるために禁止されている。
【０００４】
ＣＶＤ装置排ガスを処理するための装置として次のようなものが先行技術として開示されている。例えば特開平５−２６１２３２号公報には、湿式排ガス処理装置として、常圧ＣＶＤ装置からの排ガスを処理するスクラバにおいて、スクラバのシャワーノズルからアニオン系界面活性剤またはノニオン系界面活性剤含有洗浄水を噴霧することを特徴とするスクラバが記載されている。
【０００５】
また、特開平３−２２９６０９号公報には、乾式ＣＶＤ廃ガス処理装置として、ＣＶＤ排ガスの固形成分を微粉体として収集・廃棄する装置であって、水シャワーを用いず冷却と廃ガスの廃棄通路に設けた複数枚の金網表面に微粉体を堆積させ、真空掃除機で微粉体を浮遊・吸引して廃棄する装置が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特開平５−２６１２３２号公報の湿式法では、廃液中に粉塵及び毒性の高いガスが含まれるため後処理が必要になる。また、特開平３−２２９６０９号公報の装置では、固体微粉粒を微粉体とするためにＣＶＤ装置１台当たり４〜５ｍ３／分の排ガスを冷却する装置が必要となり、例えば常圧ＣＶＤ法により発生した粉塵及びポリシロキサン等の粘性の高い物質を多く含む排ガスを捕集・回収した場合、粘性の高い物質が金網表面に付着し、真空掃除機等ではほとんど浮遊・吸引して除去することができないばかりでなく、真空掃除機の配管内壁にも付着して排気量の低下を招き、排ガス処理の効率が非常に悪いという問題があった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、以上のような問題点を解決できるＣＶＤ装置排ガス処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、ＣＶＤ装置、その排ガス流路に設置され、排ガス中の粉塵及び粘性物質を分離・除去するためのフィルターを有する濾過集塵機、濾過集塵機により粉塵及び粘性物質を除去された排ガスを無害化するためのガス処理塔及び排気ファンを備えてなるＣＶＤ装置排ガス処理装置において、ＣＶＤ装置と濾過集塵機の間に濾過助剤を添加するための濾過助剤供給装置と、濾過助剤供給装置から添加された濾過助剤並びに濾過集塵機からリサイクルされる濾過助剤を排ガスと混合するための循環・混合装置並びに濾過集塵機から濾過助剤をリサイクルするための粉体循環調整弁とを備えてなることを特徴とするＣＶＤ装置排ガス処理装置を提供することにある。
【０００９】
本発明のＣＶＤ装置排ガス処理装置は、ＣＶＤ装置から粉塵及び粘性物質を含む排ガスを濾過助剤と混合して粉塵及び粘性物質を濾過助剤に凝集させ、濾過集塵機（固気分離装置）内のフィルターの目詰まりを防止し、迅速かつ効率的な排ガス処理を成し得るものである。
【００１０】
ここで、本明細書に記載する「粉塵及び粘性物質」とは、低級アルコール、低級アルデヒド、一酸化炭素、珪素含有化合物、リン含有化合物、ホウ素含有化合物あるいはそれらのミスト等からなるものである。
【００１１】
また、本発明に用いる濾過助剤としては、パーライト、ケイソウ土、活性炭が好適である。なお、濾過助剤は、フィルターの目の大きさ及び発生する粉塵の粒径によって種類または粒径を適宜決定するが、集塵効率を高める上で好ましい。
【００１２】
更に、粉塵及び粘性物質の濾過助剤への凝集を充分なものとするために、濾過助剤を連続的または所定時間毎に供給する循環・混合装置を用い、この循環・混合装置が排ガスの循環ラインに組み込まれている構造とする。また、濾過集塵機のフィルターを逆洗するために、濾過集塵機に圧縮ガスを導入するための圧縮ガス調整弁を設置することが好ましい。
【００１３】
【作用】
従って、本発明の処理装置は、粉塵及び粘性物質を含んだＣＶＤ装置からの排ガスの通路に連続または所定し環毎に濾過助剤供給装置から濾過助剤が添加され、濾過助剤を含んだ排ガス中の粉塵及び粘性物質は凝集した後、濾過集塵機を経て外部に排出される。この結果、濾過集塵機内のフィルターに直接接触する粉塵及び粘性物質の量が大幅に少なくなり、フィルターの目詰まりがなくなり、迅速かつ効率的な排ガス処理を行うことができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の一実施態様を具体的に図面で説明する。
実施例１
図１は、本発明に係わるＣＶＤ装置排ガス処理装置の構成を模式化して示したものである。
図１において、ＣＶＤ装置（１）からの排ガスは、循環・混合装置（３）へ送られ、ここで、濾過助剤供給装置（２）から連続的または所定時間毎に濾過助剤が供給される。循環・混合装置（３）において、排ガス中の粉塵及び粘性物質は濾過助剤に凝集され、次に、濾過集塵機（４）へ導かれる。この濾過集塵機（４）は内部に固気分離用のフィルターを備えた構成となっており、濾過助剤へ凝集した粉塵及び粘性物質はフィルター表面に堆積する。フィルター表面に堆積した凝集物は、濾過集塵機（４）の上部に設置された圧縮ガス調整弁（８）を開放して窒素ガス等の不活性ガスあるいは空気を導入してフィルターを逆洗することにより払い落とされる。
【００１５】
なお、この時払い落とされた凝集物は濾過集塵機（４）の下部に設置された粉塵排出装置（６）を開放状態とすることにより粉塵排出装置（６）から系外に排出される。また、同時に粉体循環調整弁（５）を開放状態とすることにより、濾過助剤は排ガスと共に循環・混合装置（３）へリサイクルされ、再度粉塵及び粘性物質を含んだ排ガスと混合される。
【００１６】
一方、濾過集塵機（４）での固気分離により固形分が除去された排ガスはガス処理塔（７）へ送られ、このガス処理塔（７）において、有害ガス成分は除去され、排ガスは完全に無公害化され、排気ファン（９）を介して大気へ放出される。なお、このガス処理塔（７）は特に限定されるものではなく、慣用の任意の装置を使用することができる。
【００１７】
次に、図１に示す構造のＣＶＤ排ガス処理装置を使用して排ガス処理試験を以下のように行った。
まず、ＣＶＤ装置（常圧ＣＶＤ装置）（１）にシリコン（Ｓｉ）基板を設置し、ヒーターにより４００℃まで加熱した。次に、６５℃に加温したＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）及びリン、ホウ素系成膜原料を窒素ガス３リットル／分でバブリングした後、キャリアガスと共に装置内へ導入した。一方、オゾナイザーによりＯ３／Ｏ２混合気を導入して成膜を行った。この条件で排出されるＣＶＤ排ガスを、図１に示す排ガス処理装置にて処理した。
まず、粒径５〜４０ミクロンのパーライト、ケイソウ土、活性炭等の濾過助剤を濾過助剤供給装置（２）に装填し、次に、排気ファン（９）を排気量２〜３ｍ３／分で運転し、循環・混合装置（３）へ濾過助剤１０００ｇを添加後、排ガスの供給を開始した。なお、濾過助剤は濾過助剤供給装置（２）から１時間当たり１０ｇの割合で連続的または断続的に添加した。濾過助剤へ付着・凝集した粉塵及び粘性物質はフィルター面積１ｍ２の濾過集塵機（４）へ導かれ、フィルター表面に堆積した。堆積した凝集物は圧縮ガス調整弁（８）より３０〜３６０秒毎に窒素ガスを導入して逆洗することにより払い落とし、粉塵排出装置（６）から１時間当たり２０ｇの粉塵及び粘性物質を含む濾過助剤（凝集物）を回収した。
【００１８】
次に、循環・混合装置（３）と濾過集塵機（４）の間の圧力と、濾過集塵機（４）とガス処理塔（７）の間の圧力の差を測定し、フィルターの圧力損失を調査した。その結果、濾過助剤供給装置（２）及び循環・混合装置（３）を使用しない場合は、１７０時間でフィルターの圧力損失が１５０ｍｍａｑとなり、排ガス処理が困難になるのに対し、図１に示すような濾過助剤供給装置（２）と循環・混合装置（３）を設置した本発明による処理装置を用いた場合には、３５０時間でフィルターの圧力損失は５０ｍｍａｑ以下であり、更に継続して処理を行うことが可能であった。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の効果は以下の通りである。
即ち、ＣＶＤ装置からの粉塵及び粘性物質を含む排ガスを、フィルターに直接接触させることなく該排ガスを濾過助剤と混合し、循環させることにより粉塵及び粘性物質を濾過助剤に凝集させ、それによってフィルターの目詰まりを防止することができ、フィルターの交換サイクルを延長することが可能となった。また、従来の排ガス処理装置よりも連続的に長時間の排ガス処理を行うことができ、迅速かつ効率的な排ガス処理が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のＣＶＤ排ガス処理装置の１実施態様を示す図である。
【符号の説明】
１    ＣＶＤ装置
２    濾過助剤供給装置
３    循環・混合装置
４    濾過集塵機
５    粉体循環調整弁
６    粉塵排出装置
７    ガス処理塔
８    圧縮ガス調整弁
９    排気ファン
【図１】
0003688742.tif 000002