(57)【要約】【課題】小型で取り外し可能な除害部を真空ポンプの後段に付設し、付設する除害部の種類・個数・配列の組合せを変更することにより、求められる除害性能にあわせることができる除害機能付真空ポンプを低コストで迅速に提供することを目的とする。【解決手段】真空ポンプ１の排気口に、真空ポンプ１から排出された排ガスを処理して無害化する除害部１０を付設した真空ポンプ１であって、排ガスの処理形式および／または排ガスの処理量および／または排ガスの処理性能が異なる複数の除害部１０のうち少なくとも一つを真空ポンプ１の排気口に接続した。【選択図】図１
2014227968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプの排気口に、真空ポンプから排出された排ガスを処理して無害化する除害部を付設した真空ポンプであって、
排ガスの処理形式および／または排ガスの処理量および／または排ガスの処理性能が異なる複数の除害部のうち少なくとも一つを前記真空ポンプの排気口に接続したことを特徴とする除害機能付真空ポンプ。
【請求項２】
前記排ガスの処理形式が異なる除害部は、燃焼式除害部、乾式除害部、ヒーター式除害部、湿式除害部、フッ素固定式除害部、触媒式除害部、プラズマ式除害部、フィルタ式除害部、希釈ユニット式除害部であることを特徴とする請求項１記載の除害機能付真空ポンプ。
【請求項３】
前記真空ポンプの排気口に接続された除害部は、直列および／または並列に配列された複数台の除害部から構成されることを特徴とする請求項１または２記載の除害機能付真空ポンプ。
【請求項４】
複数台の除害部を並列に接続することにより、除害部のバックアップ機能を備えることを特徴とする請求項３記載の除害機能付真空ポンプ。
【請求項５】
前記並列に接続される複数台の除害部は同一処理形式の除害部および／または異なる処理形式の除害部であることを特徴とする請求項４記載の除害機能付真空ポンプ。
【請求項６】
真空ポンプと除害部とを一括して制御する制御部を前記真空ポンプに備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の除害機能付真空ポンプ。
【請求項７】
前記除害部は、前記真空ポンプの排気口または他の除害部の出口配管に着脱自在に取り付けられ取替可能であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の除害機能付真空ポンプ。
【請求項８】
前記真空ポンプは、一台の真空ポンプから構成されるか、あるいは直列および／または並列に接続された複数台の真空ポンプから構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の除害機能付真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス、液晶、ＬＥＤ等を製造する製造装置の排気系システムに用いられる真空ポンプに係り、特に製造装置のチャンバを排気するための真空ポンプにチャンバから排出された排ガスを処理して無害化するための除害機能を付加した除害機能付真空ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、液晶パネル、ＬＥＤ、太陽電池等を製造する製造プロセスにおいては、真空に排気されたプロセスチャンバ内にプロセスガスを導入してエッチング処理やＣＶＤ処理等の各種処理を行っている。これらエッチング処理やＣＶＤ処理等の各種処理を行うプロセスチャンバは真空ポンプによって真空排気されている。また、プロセスチャンバおよびプロセスチャンバに接続されている排気系機器は、クリーニングガスを流すことによって定期的に洗浄している。これらプロセスガスやクリーニングガス等の排ガスは、シラン系ガス（ＳｉＨ４，ＴＥＯＳ等）、ハロゲン系ガス（ＣｌＦ３，ＨＦ，Ｆ２，ＨＣｌ，Ｃｌ２等）、ＰＦＣガス（ＣＦ４，Ｃ２Ｆ６，ＮＦ３，ＳＦ６等）などを含み、人体に悪影響を及ぼしたり、地球温暖化の原因になる等の地球環境に悪影響を及ぼすので、大気にそのまま放出することは好ましくない。そこで、これらの排ガスを真空ポンプの下流側に設置された排ガス処理装置によって無害化処理を行った後に大気に放出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３０５５６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体デバイス、液晶パネル、ＬＥＤ、太陽電池等を製造する製造プロセスでは、種々のプロセスガスやクリーニングガス等が用いられている。これら種々のプロセスガスやクリーニングガス等の排ガスを処理する排ガス処理装置は、以下に列挙するような問題がある。
（１）半導体製造工程の排ガス処理装置、例えば燃焼式排ガス処理装置においては、半導体製造プロセスで使用されるガス及び反応に応じて、排ガス処理に対応可能な排ガス処理装置の台数を設定したり、流入するガス量及びガスの種類に適応した排ガス処理装置の仕様をユーザー毎にまた半導体製造プロセス毎に作成して、評価試験を実施したうえで市場に投入していた。その際、排ガス処理装置の処理性能を排ガス濃度が許容濃度以下となるようにするために、燃焼部、冷却部、粉体捕集部等を個別に設計していた。また、半導体デバイス、液晶及び太陽電池の製造工程の排ガス処理装置では、それぞれ流入ガス量、ガス種が異なるため、排ガス処理装置の仕様はかなりの数になっている。そのため、各ユーザー毎に、プロセス毎に装置の設計、製作および評価が必要となり、多大の労力を要するとともに装置コストが上昇する。
【０００５】
（２）近年、ドライポンプ（ＤＰ）のブースターポンプ（ＢＰ）を複数台とメインポンプ（ＭＰ）の複数台とを組合せた大型ポンプシステムも市場に広がっており、今後これらの大型ポンプシステムの大流量に対応する必要性が生じてくる。また、ドライポンプ（ＤＰ）と排ガス処理装置を一つにパッケージ化した一体型も市場に投入されているが、このような従来の一体型装置は要求される仕様に合わせてその都度設計されている。そのため、排ガス処理装置の設計にかなりの費用及び時間を要していた。
【０００６】
（３）従来の排ガス処理装置は大型であり据え付け型であるため、装置を据え付け立ち上げるには、輸送や据え付け等の観点から高コストであり、多くの作業時間が必要であった。また、排ガス処理装置を移設する際にも同様の費用や作業時間が必要であった。さらに、排ガス処理装置は据え付け型であるため、故障した場合には現場で修理する必要があり、修理が完了するまでプロセス装置を止める必要があった。
【０００７】
（４）複数の除害方式の組み合わせで排ガスを処理する場合、例えば乾式排ガス処理装置と燃焼式排ガス処理装置との組合せや湿式排ガス処理装置と燃焼式排ガス処理装置との組合せ等で排ガスを処理する場合がある。このような場合にも、流入するガス量及びガスの種類を考慮しつつ個々の排ガス処理装置の特性に合わせて、その都度設計する必要があった。また、複数の排ガス処理装置を組み合わせる場合であっても設置場所の制限や費用の面からその数は限られている。そこで要求される処理能力に応えるため個々の排ガス処理装置に過剰な性能を持たせて設計することがあった。また、製造プロセスが変更になるなど要求される処理能力が変更になった場合や排ガス処理装置が故障した場合等には、複雑な排ガス処理装置の改造設計や現場での改造作業、現場での修理作業が必要となり、現場で作業している間プロセス装置を止める必要があった。さらに、排ガス処理方式を変更したいという場合でも装置が大型で高価であるため、実際に排ガス処理装置を取り換えることは困難であった。
【０００８】
（５）製造プロセスにおける排ガス処理装置においては、複数のプロセスチャンバに対して複数の排ガス処理装置を用いることが多い。排ガス処理装置が大型でかつ高価であるため、複数の装置で互いにバックアップする必要があり、複雑な配管や複雑な相互バックアップシステムが必要であった。一台のプロセスチャンバに対してバックアップのために複数台の排ガス処理装置を設置することは、費用の面からも設置場所確保の観点からも難しい。また、ドライポンプと排ガス処理装置のメンテナンス周期が合わないために、それぞれのメンテナンスのたびに、プロセス装置を止める必要があった。
【０００９】
（６）従来、複数の除害方式の組み合わせで排ガスを処理する場合、排ガス処理装置を制御するための制御部は個々の排ガス処理装置に備えられており、それぞれの排ガス処理装置とプロセス装置間の接続部（インターフェース）が必要であり、排ガス処理装置の設置に費用と時間がかかっていた。
【００１０】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、小型で取り外し可能な除害部を真空ポンプの後段に付設し、付設する除害部の種類・個数・配列の組合せを変更することにより、求められる除害性能にあわせることができる除害機能付真空ポンプを低コストで迅速に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するため、本発明の除害機能付真空ポンプは、真空ポンプの排気口に、真空ポンプから排出された排ガスを処理して無害化する除害部を付設した真空ポンプであって、排ガスの処理形式および／または排ガスの処理量および／または排ガスの処理性能が異なる複数の除害部のうち少なくとも一つを前記真空ポンプの排気口に接続したことを特徴とする。
本発明によれば、真空ポンプの後段に設置する除害部の種類を適宜選択することにより、ガス流量やガスの種類が変更になった場合や要求される除害処理能力が変更になった場合でも、その都度設計し直す必要がなく、結果として安価に排ガス処理を行える。
本発明の好ましい態様によれば、前記排ガスの処理形式が異なる除害部は、燃焼式除害部、乾式除害部、ヒーター式除害部、湿式除害部、フッ素固定式除害部、触媒式除害部、プラズマ式除害部、フィルタ式除害部、希釈ユニット式除害部であることを特徴とする。
本発明によれば、処理形式の異なる除害部を用意することにより排ガス処理の最適化や要求される除害性能に合わせることができる。
【００１２】
本発明の好ましい態様によれば、前記真空ポンプの排気口に接続された除害部は、直列および／または並列に配列された複数台の除害部から構成されることを特徴とする。
本発明によれば、除害部が直列および／または並列に複数配列されることにより、複数の除害方式を組み合わせた排ガス処理を実現することができ、排ガス処理の最適化が容易になる。
本発明の好ましい態様によれば、複数台の除害部を並列に接続することにより、除害部のバックアップ機能を備えることを特徴とする。
本発明によれば、個別のバックアップシステムを用いることなく、除害部を複数並列に接続することにより、単純な方法で安価に除害部のバックアップ機能をもたせることができる。
本発明の好ましい態様によれば、前記並列に接続される複数台の除害部は同一処理形式の除害部および／または異なる処理形式の除害部であることを特徴とする。
本発明によれば、排ガス処理の最適化を図りつつ除害部のバックアップ機能を確保することができる。
【００１３】
本発明の好ましい態様によれば、真空ポンプと除害部とを一括して制御する制御部を前記真空ポンプに備えたことを特徴とする。
本発明によれば、除害部は制御部を備えていないため小型化が図れ、除害部とプロセス装置間の接続が不要となる。
本発明の好ましい態様によれば、前記除害部は、前記真空ポンプの排気口または他の除害部の出口配管に着脱自在に取り付けられ取替可能であることを特徴とする。
本発明によれば、除害部の取付・交換が容易になるため除害方式の変更や処理能力の変更に迅速に対応することができる。
本発明の好ましい態様によれば、前記真空ポンプは、一台の真空ポンプから構成されるか、あるいは直列および／または並列に接続された複数台の真空ポンプから構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
（１）真空ポンプから排出されるガスの流量とプロセスガスの種類に合わせて除害部を個々の真空ポンプの後段に設置し、真空ポンプと除害部とを一体化させるようにしたため、真空ポンプの後段に設置する除害部の種類・個数・配列の組合せを変更することにより、排ガス処理の最適化や要求される除害性能に合わせることができる。
（２）ガス流量やプロセスガスの種類が変更になった場合でも、その都度設計し直す必要がなく、また、要求される除害処理能力に応える場合にも、除害部に過剰な性能を持たせて設計する必要がないため、結果として廉価な排ガス処理を行えるようになる。さらに、真空ポンプは個々の真空ポンプから排出されるガス流量に合った除害部を搭載するので、真空ポンプ複数台を組み合わせる大型ポンプシステムへのガス流量増加に合わせた除害装置の開発が不要となる。
（３）除害部は、小型で真空ポンプのユニットとして簡易に取り外しが可能なため、立ち上げ、移設及び交換にかかるコストや作業時間が少なくてすむ。また故障した場合には工場へ持ち帰って修理することができるため、現場での作業負荷が低減し、現場では難しかった高度な修理が行える。
（４）複数配列される除害部の一部を別の除害方式である他の除害部と交換することにより、複数の除害方式を組み合わせた排ガス処理を実現することができる。
（５）必要とされる処理性能毎に、必要最小限の除害部の組合せを提供することによって過剰性能仕様を抑えることができ、イニシャルコスト・ランニングコスト共に安価に排ガス処理を行うことができる。
（６）プロセスが変更になっても除害部の交換や追加、配列の変更だけでプロセス変更に対応することが可能で複雑な排ガス処理装置の改造設計や現場での改造作業、更新が不要となる。要求される処理能力が変更になっても、除害部の交換や追加、配列の変更だけで対応が可能となり、複雑な除害装置の改造設計や現場での改造作業、更新が不要となる。除害部は小型で安価であるため、１つのプロセスチャンバに対して複数の除害部を設置し、単純な方法で安価にバックアップ機能をもたせることが可能である。
（７）除害部は据え付けではないので容易に正常な除害部と交換できる。したがって、除害部のメンテナンスの際のプロセス運転中断を避けることができる。
（８）除害部本体には制御部を設置しない構成をとることにより、従来のような複数の排ガス処理装置とプロセス装置との間のインターフェースが不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１（ａ），（ｂ）は、本発明の除害機能付真空ポンプの構成例を示す図であり、図１（ａ）は模式的正面図であり、図１（ｂ）は模式的平面図である。
【図２】図２（ａ），（ｂ）は、本発明の除害機能付真空ポンプの他の構成例を示す図であり、図２（ａ）は模式的正面図であり、図２（ｂ）は模式的平面図である。
【図３】図３は、除害機能付真空ポンプの除害部の構成を示す模式的断面図である。
【図４】図４は、除害機能付真空ポンプの除害部の構成を示す模式的斜視図である。
【図５】図５は、除害機能付真空ポンプの除害部として、湿式の除害部の構成を示す模式的断面図である。
【図６】図６は、除害機能付真空ポンプの除害部として、ヒーター式の除害部の構成を示す模式的断面図である。
【図７】図７は、除害機能付真空ポンプの除害部として、乾式の除害部の構成を示す模式的断面図である。
【図８】図８は、除害機能付真空ポンプの除害部として、フッ素固定式の除害部の構成を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る除害機能付真空ポンプの実施形態について図１乃至図８を参照して説明する。なお、図１乃至図８において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の除害機能付真空ポンプの構成例を示す図であり、図１（ａ）は模式的正面図であり、図１（ｂ）は模式的平面図である。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、本発明の除害機能付真空ポンプは、真空ポンプ１の排気管１ａに除害部１０を付設した構成を備えている。真空ポンプ１は、一台のドライ真空ポンプから構成してもよいし、複数のドライ真空ポンプを直列および／または並列に接続して構成してもよい。これら一台または複数のドライ真空ポンプは、ルーツ型ドライ真空ポンプ、スクリュー型ドライ真空ポンプなどからなり、これらドライ真空ポンプの構成は周知であるため、図示および説明を省略する。図１（ａ），（ｂ）では、真空ポンプ１は筺体Ｃを備えた形式の真空ポンプを例示している。
【００１７】
図２（ａ），（ｂ）は、本発明の除害機能付真空ポンプの他の構成例を示す図であり、図２（ａ）は模式的正面図であり、図２（ｂ）は模式的平面図である。図２（ａ），（ｂ）に示すように、本発明の除害機能付真空ポンプは、真空ポンプ１の排気管１ａを分岐して二つの除害部１０，１０を付設した構成を備えている。
図１および図２において、真空ポンプ１の排気口と除害部１０のガス導入口との間を接続する排気管１ａの配管長は、５００ｍｍ以下であり、２００ｍｍ〜４００ｍｍに設定されている。
【００１８】
除害機能付真空ポンプの除害部１０としては、燃焼式、乾式、ヒーター式、湿式、フッ素固定式、触媒式、プラズマ式、フィルタ式、希釈ユニット式（ブロア、Ｎ２添加、Ａｉｒ添加）等がある。本発明は、排ガスの処理形式が異なるこれら複数種類の除害部１０を用意しておく。また、処理形式の異なる各除害部１０毎に排ガスの処理量が異なる除害部１０を複数個用意しておく。また、処理形式の異なる各除害部１０毎に排ガスの処理性能が異なる除害部１０を複数個用意しておく。本発明においては、除害部１０は、真空ポンプ１から排出される排ガスのガス量およびガス種に応じて処理形式が異なる上記複数種類の除害部１０および／または排ガスの処理量が異なる複数の除害部１０および／または排ガスの処理性能が異なる複数の除害部１０から最適なものを選定し、真空ポンプ１と一体化されるようになっている。
【００１９】
図３および図４は、除害機能付真空ポンプの除害部として、燃焼式の除害部１０の構成を示す図であり、図３は模式的断面図であり、図４は模式的斜視図である。図３および図４に示すように、燃焼式の除害部１０は、全体として円筒状の容器として構成されている。
円筒容器状の燃焼式の除害部１０は、縦方向に配置され、その軸心が垂直方向になるように配置されている。図３に示すように、燃焼式の除害部１０は、バーナにより火炎を形成して排ガスを燃焼させる燃焼室Ｓを形成する有底の円筒体１１と、この円筒体１１から所定間隔離間して円筒体１１を包囲するように設けられた外筒１２とを備えている。そして、円筒体１１と外筒１２との間には、Ｎ２ガス等の不活性ガスを保持して加熱する加熱室１３が形成されている。Ｎ２ガス等の不活性ガスは、外筒１２の上部にある入口ポートＰＩＮから加熱室１３に流入して加熱されて外筒１２の下部にある出口ポートＰＯＵＴから流出するようになっている。二重管構造の加熱室１３は熱交換器を構成している。加熱された不活性ガスは真空ポンプ１に供給することができるようになっている。加熱室１３において不活性ガスの温度は、真空ポンプ１の内部温度と略同一温度、例えば、１９０℃〜２２０℃に加熱されている。
【００２０】
図３および図４に示すように、燃焼式の除害部１０の下部の周壁には、処理対象の排ガスを燃焼室内に導入するガス導入口１０ＩＮが形成され、除害部１０の上端には、処理後のガスを排出するガス出口１０ＯＵＴが形成されている。除害部１０には、燃焼室Ｓに空気を供給する複数の空気ノズル１５と、燃焼室Ｓに燃料を供給する複数の燃料ノズル１６とが設けられている。図１および図２に示すように、空気ノズル１５は、除害部１０の接線方向に対して所定角度をもって延びており、円筒体１１の周壁の内周面に沿って旋回流を形成するように空気を吹き出すようになっている。燃料ノズル１６も同様に除害部１０の接線方向に対して所定角度をもって延びており、円筒体１１の周壁の内周面に沿って旋回流を形成するように燃料を吹き出すようになっている。空気ノズル１５および燃料ノズル１６は、それぞれ、除害部１０の円周方向に所定の間隔を置いて複数個配置されている。
【００２１】
図３および図４に示すように、円筒体１１の底部には、火炎を検出するためのＵＶセンサ１８と、点火を行うための点火プラグ１９とが設けられている。そして、点火プラグ１９の周囲を囲むように筒状のパイロットバーナ部２０が設けられている。パイロットバーナ部２０には、火炎形成用の燃料を供給する燃料供給口２１と、空気を供給する空気供給口２２とが形成されており、燃料供給口２１から供給される燃料に点火プラグ１９により点火してパイロットバーナＰＢを形成するようになっている。
【００２２】
次に、図３および図４に示す除害部１０における作用について説明する。
燃料は除害部１０に設けられた複数の燃料ノズル１６から燃焼室Ｓに向けて旋回流を作り出すように吹き出される。また、複数の空気ノズル１５から空気が燃焼室Ｓに向けて旋回流を作り出すように吹き出される。そして、燃料と空気の混合気がパイロットバーナＰＢにより点火されると、円筒体１１の内周面に火炎の旋回流（旋回炎）を形成する。
【００２３】
一方、処理対象の排ガスは、円筒体１１の内周面に開口する排ガス導入口１０ＩＮから前記燃焼室Ｓに向けて噴出する。この噴出された排ガスは混合気の旋回炎と混合して燃焼するが、この際、円周方向の全ての燃料ノズル１６から燃料が一方向に強く旋回するように吹き出されているため、排ガスの燃焼効率は高くなる。また、空気ノズル１５から噴出された空気も旋回しているため、この空気流が火炎と混合して火炎の旋回流を加速しつつ、排ガスを酸化分解する。処理後のガスは、除害部１０の上端のガス出口１０ＯＵＴから排出されて排気ダクトへ排出される。
【００２４】
本発明によれば、真空ポンプ１から排気される排ガスは、真空ポンプ１における圧縮熱により２００℃程度まで加熱されており、この加熱された排ガスを排気管１ａから直接に除害部１０に導入して燃焼による無害化処理を行うことができる。したがって、排ガスを常温から暖める必要がなく、除害部１０における燃料使用量を削減することができ、省エネルギーを図ることができる。真空ポンプ１の排気管１ａの内部を２００℃程度まで加熱された排ガスが流れるので、排気管１ａを配管ヒーターで昇温する必要がない。したがって、配管ヒーターを設置しなくても済むため、省エネルギーを実現できる。また、真空ポンプ１と除害部１０とを接続する排気管１ａの配管長が５００ｍｍ以下であり、この部分での生成物の付着の防止も図ることができる。
【００２５】
また、本発明によれば、除害部１０の加熱室１３において排ガスの無害化処理の際に発生した燃焼廃熱を利用してＮ２等の不活性ガスを加熱し、加熱された不活性ガスを真空ポンプ１に供給することができる。したがって、加熱された不活性ガスにより真空ポンプ１のパージを行うことができ、真空ポンプ１の内部に生成物が付着することを防止することができる。本発明によれば、不活性ガスを加熱するための専用のヒーターを設置する必要がなく、省エネルギーを図ることができる。不活性ガスは、Ｎ２以外でも含有ガスと反応しないガスであればよく、例えば、Ｈｅ，Ａｒ，Ｋｒ等の希ガスやＣＯ２などでもかまわない。
【００２６】
図５は、除害機能付真空ポンプの除害部として、湿式の除害部１０の構成を示す模式的断面図である。図５に示すように、湿式の除害部１０は、全体として円筒容器状の処理室本体３０を備えている。処理室本体３０内には処理室３１が形成されている。処理室本体３０の下部の周壁には、処理対象の排ガスを処理室内に導入するガス導入口１０ＩＮが形成され、処理室本体３０の上端には、処理後のガスを排出するガス出口１０ＯＵＴが形成されている。処理室３１の上部には、処理室３１に水を供給する水スプレーノズル３２が設けられている。スプレーノズル３２の下部には、スプレーノズル３２から噴射された水と排ガスの接触効率を高めるための充填材３４が設けられている。また、処理室３１の底壁部には排ガスを溶解した排水を排出する排出口３３が設けられている。
【００２７】
図５に示すように、排ガスはガス導入口１０ＩＮから処理室３１に導入される。水スプレーノズル３２からは水を噴射し、噴射された水は充填材３４を通って排出口３３から排出される。ガス導入口１０ＩＮから導入された排ガスは、充填材３４から落下してきた水と接触し、排ガス中の水溶性成分は溶解する。さらに排ガスは気液界面の面積を増やし排ガスと水の接触効率をさらに高めた充填材３４を通過し、溶解しきれなかった水溶性成分を溶解させる。さらに水に溶けずに残った排ガス中の成分は、充填材３４の上方に設置されている水スプレー３２から噴射される水により洗浄される。処理後のガスはガス出口１０ＯＵＴから排出される。ここでは、充填材としてラシヒリング等が用いられる。
【００２８】
図６は、除害機能付真空ポンプの除害部として、ヒーター式の除害部１０の構成を示す模式的断面図である。図６に示すように、ヒーター式の除害部１０は、全体として円筒容器状の処理室本体４０を備えている。処理室本体４０内には処理室４１が形成されている。処理室本体４０の周囲及び外側底部にヒーター４２が設けられている。処理室本体４０の下部の周壁には、処理対象の排ガスを処理室内に導入するガス導入口１０ＩＮが形成され、処理室本体４０の上端には、処理後のガスを排出するガス出口１０ＯＵＴが形成されている。また、処理室本体４０の下部の周壁部から旋回空気を送り込むようになっている。
【００２９】
図６に示すように、排ガスはガス導入口１０ＩＮから処理室４１に導入され、処理室４１の内部に導入された排ガスは、旋回空気によって旋回されつつ約５００〜１４００°Ｃの高温で分解処理され、処理後のガスはガス出口１０ＯＵＴから排出される。
【００３０】
図７は、除害機能付真空ポンプの除害部として、乾式の除害部１０の構成を示す模式的断面図である。図７に示すように、乾式の除害部１０は、全体として円筒容器状の処理室本体５０を備えている。処理室本体５０内には処理室５１が形成されている。処理室本体５０の下部の周壁には、処理対象の排ガスを処理室内に導入するガス導入口１０ＩＮが形成され、除害部１０の上端には、処理後のガスを排出するガス出口１０ＯＵＴが形成されている。処理室５１の内部には処理剤（薬剤）５２が充填されており、この処理剤５２に排ガスを吸着させる。処理剤として金属酸化物、ゼオライト、イオン交換樹脂、アルカリ剤、貴金属触媒、活性炭等が用いられる。なお、処理室５１の外周にヒーターを付け処理剤（薬剤）を加温しても良い。
【００３１】
図８は、除害機能付真空ポンプの除害部として、フッ素固定式の除害部１０の構成を示す模式的断面図である。図８に示すように、フッ素固定式の除害部１０は、全体として円筒容器状の処理室本体６０を備えている。処理室本体６０内には処理室６１が形成されている。フッ素固定式の除害部１０には、処理室６１の周囲及び外側底部にヒーター６２が設けられている。処理室本体６０の下部の周壁には、処理対象の排ガスを処理室内に導入するガス導入口１０ＩＮが形成され、処理室本体６０の上端には、処理後のガスを排出するガス出口１０ＯＵＴが形成されている。
処理室６１の内部には、Ｆ（フッ素）成分を固定する固定薬剤６３が充填されている。固定薬剤として、排ガスの分解能力が高い金属成分と分解したＦ成分を固定する金属成分からなる混合材料が用いられる。プロセス装置から発生したＰＦＣガス及び副生成ガスのＳｉＦ４等に含まれるＦ成分を固定薬剤に固定する。
【００３２】
本発明の一実施形態においては、真空ポンプから排出されるガスの流量とプロセスガスの種類に合わせて除害部を個々の真空ポンプの後段に設置し、真空ポンプと除害部とを一体化させる。真空ポンプの後段に設置する除害部の種類・個数・配列の組合せを変更することにより、排ガス処理の最適化や要求される除害性能に合わせることができる。
すなわち、従来のようなガス流量やプロセスガスの種類に対応させて、例えば乾式と燃焼式とを組み合わせた除害装置や湿式と燃焼式とを組み合わせた除害装置等の場合は、その除害装置の仕様は多岐にわたるが、本発明によれば、除害部の種類・個数・配列（直列・並列・あるいはその組合せ）の組合せの変更だけで排ガス処理の最適化が可能となる。したがって、ガス流量やプロセスガスの種類が変更になった場合でも、その都度設計し直す必要がなく、また、求められる除害処理能力に応える場合にも、除害部に過剰な性能を持たせて設計する必要がないため、結果として安価に排ガス処理を行えるようになる。さらに、真空ポンプは個々の真空ポンプから排出されるガス流量に合った除害部を搭載するので、大型ポンプシステムによるガス流量増加に合わせた除害装置の開発が不要となる。
【００３３】
例えばＳｉＨ４ガスを処理する場合、ガス濃度を許容濃度以下にし、かつ粉体の流出を防ぎたいのであれば、金属酸化物が充填された乾式除害部を使用すればよい。または、燃焼式除害部の後段にファンスクラバ等の粉取り用の湿式除害部を設置しても良い。この場合、ＳｉＨ４を燃焼式除害部でＳｉＯ２（粉）に酸化させたのち、後段の湿式除害部でＳｉＯ２の除去を行う。粉体の流出については問題としない場合であれば、燃焼式除害部のみを使用してもよい。
全体のガス流量が増えると除害部のガス処理性能が低下してしまうが、乾式除害部の場合は除害部の数を増やしたり、燃焼式除害部の場合も除害部の数を増やしたり、より高燃料の除害部に交換するだけで対応ができる。高燃料の除害部とは、燃焼に使用する燃料流量を増やした燃焼式除害部のことで、燃料や空気等のユーティリティーの流量を増加させるため配管径を太くしたり、ノズルの数を増やしたり、高流量用の流量調整機構を備えた燃焼式除害部のことである。また、ガス流量増加による除害部のガス処理性能低下に対して、燃料の種類を変えた除害部を使用することにより対応することもできる。
このように、求められる多様な処理性能に対して、除害部の組合せを変えるだけで対応できる。
【００３４】
除害部は小型で、真空ポンプのユニットとして簡易に取り外しが可能なため、立ち上げ及び移設にかかるコストや作業時間が少なくてすむ。
除害部は、据え付けではないので交換が必要な場合にはクランプ継ぎ手などで容易に交換できる。また、除害部が故障した時には、現場で修理するのではなく正常品との交換で対応ができるため、プロセス装置の中断時間を短くすることできる。また故障した場合には工場へ持ち帰って修理することができるため、現場での作業負荷が低減し、現場では難しかった高度な修理が行える。
【００３５】
本発明の一実施形態においては、複数の除害部を、直列または並列または直列と並列との組合せの配列で、真空ポンプの後段に設置する。
除害部の種類は、燃焼式、乾式、ヒーター式、湿式、フッ素固定式、触媒式、プラズマ式、フィルタ式、希釈ユニット式（ブロア、Ｎ２添加、Ａｉｒ添加）等がある。
複数配列される除害部の一部を別の除害方式である他の除害部と交換することにより、複数の除害方式を組み合わせた排ガス処理を実現することができる。
【００３６】
従来、燃焼式除害装置の場合、流入するガス流量によって燃料流量を変えた設計を行っていた。また一台の除害装置内でも高価な質量流量計（ＭＦＣ）等を使い燃料の量を変更できるようにしていた。
これに対し、本発明によれば、数種類の燃料流量の除害部を用意して除害部に流入するガス流量に合わせて除害部を直列または並列に組み合わせることにより、最適な排ガス処理を安価に実現することができる。また、高価な質量流量計（ＭＦＣ）等を使用する必要もなくなる。さらに、燃焼式除害部で発生した熱を、真空ポンプ用のＮ２ガスの加熱等に再利用することができる。
【００３７】
従来、乾式除害装置の場合には、プロセス毎に乾式カラムの薬剤の充填構成を変えていたため、排ガス処理の最適化を図ろうとすると多種類の乾式カラムを揃えなければならなかった。また、充填構成を変えるには、その都度乾式カラムを工場へ持ち帰り、中身の薬剤を入れ替える必要があった。
これに対し、本発明によれば、複数の除害部のうち前後の除害部を、他の種類の薬剤が充填された除害部と簡易に交換できるので、異なるプロセスで発生する排ガスに対しても排ガス処理の最適化を容易に行えるようになる。
また、現場で除害部を入れ替えることで、迅速に薬剤の構成を変更することができる。薬剤の種類を変えることで、希ガスを精製し再生利用することも可能となる。さらに、Ｈ２処理にＰｄ触媒を使用することで発熱させ、その熱を真空ポンプ用のＮ２ガスの加熱等に再利用することができる。
【００３８】
従来、ヒーター式除害装置の場合、流入するガスの流量毎にヒーター容量の異なる除害装置を揃える必要があった。
これに対し、本発明によれば、それぞれヒーター容量の異なる除害部を数種類準備すれば、流入するガス流量に合わせて、ヒーター式の除害部を直列にまたは並列に、または直列と並列の組合せで配列することで、ヒーター容量に過剰な性能を持たせて設計することなく、流入するガスの流量に対応した最適な除害部を安価に提供できる。
また、ヒーター式除害部の後段に触媒式除害部やフッ素固定式除害部を設置することにより、ＰＦＣガスの処理やフッ素固定も可能となる。さらに、ヒーター式除害部で発生した熱を、真空ポンプ用のＮ２ガスの加熱等に再利用することができる。
【００３９】
本発明によれば、必要とされる処理性能毎に、必要最小限の除害部の組合せを提供することによって、過剰性能仕様を抑えることができ、イニシャルコスト・ランニングコスト共に安価に排ガス処理を行えるようになる。
例えば、燃焼式やヒーター式の除害装置の場合、酸性ガスや粉体処理を行う水スクラバが組み込まれているが、パッケージとして組み込まれているので、求められる処理性能に対応してこの水スクラバだけをその都度設計して処理性能を上げたり下げたりすることは難しかった。
これに対し、本発明によれば、処理性能の異なる複数の湿式除害部をラインアップしておくことにより、燃焼式除害部やヒーター式除害部の後段に、求められる処理性能に合った湿式除害部を設置することで、その都度設計することなく対応することができる。
【００４０】
プロセスが変更になっても除害部の交換や追加、配列の変更だけでプロセス変更に対応することが可能で複雑な除害装置の改造設計や現場での改造作業、更新が不要となる。
例えばヒーター式の除害部でＮＦ３を処理していた場合、プロセス変更によりＮＦ３がＣＦ４に変更になると、そのままではＣＦ４を処理することができない。この場合、後段にフッ素固定式の除害部を追加することでＣＦ４を処理することができる。また、ヒーター式の除害部を燃焼式の除害部と交換することでもＣＦ４処理が可能となる。
【００４１】
必要な処理能力が変更になっても、除害部の交換や追加、配列の変更だけで対応が可能となり、複雑な除害装置の改造設計や現場での改造作業、更新が不要となる。
例えば、燃焼式の除害部で酸性ガスの処理能力を上げたい場合、後段に湿式除害部を追加することで、酸性ガスの処理が可能となる。また、燃焼式の除害部で、副生する粉体の処理性能を上げたい場合、後段に粉取り用の湿式除害部やフィルタ式除害部を追加することで、粉体の処理が可能となる。
【００４２】
除害部は小型で安価なため、他の除害方式に変更したい場合には他の除害方式の除害部に交換するだけで対応が可能である。複雑な除害装置の改造や大型で高価な除害装置の交換が不要となり容易に除害方式の変更を行なうことができる。
【００４３】
本発明の一実施形態においては、真空ポンプの直後に複数個の除害部を並列で設置し、除害部のバックアップ機能を備えるようにする。
除害部は小型で安価であるため、１つのプロセスチャンバに対して複数の除害部を設置し、単純な方法で安価にバックアップ機能をもたせることが可能である。バックアップ方法としては同じ除害方式の除害部を並列で接続してもいいし、他の除害方式の除害部を並列で接続してもよい。燃焼式の除害部のバックアップに乾式の除害部を置くことも簡単にできる。
除害部は据え付けではないので容易に正常品と交換できる。除害部の交換が必要な場合は、ラインをバックアップ側の除害部へバイパスさせて、交換する除害部をクランプ継ぎ手などで取り外すことによりプロセス運転を停止せずに除害部の交換を実施できる。したって、除害部のメンテナンスのためにプロセス運転が中断してしまうことはない。
除害部を含む排気系のオーバーホールは、真空ポンプのオーバーホール周期へ合わせこむことができるので、プロセスの中断時間を低減できる。
【００４４】
本発明の一実施形態においては、各除害部の制御を真空ポンプの制御部で行うようにする。すなわち、真空ポンプの制御部に除害部の制御を組み込ませ、除害部は制御部を持たないようにする。または、複数の除害部を制御する専用の制御部を設ける。
このような構成をとることにより、従来のような複数の除害装置とプロセス装置との間のインターフェースが不要となる。
【００４５】
本発明の一実施形態においては、複数の除害部から２以上の除害部を予め選択しそれらを組み合わせて一つのパッケージにする。例えば、燃焼式除害部と湿式除害部の組合せ、ヒータ式除害部と湿式除害部の組合せ、湿式除害部とヒーターカラム式除害部と湿式除害部組合せとして、それぞれ１パッケージに入れる。このような組合せの除害部を１パッケージに入れることにより、従来からある据え付け型の燃焼式排ガス処理装置や加熱酸化分解式排ガス処理装置や触媒式排ガス処理装置等に相当するような装置とし、求められる仕様の処理能力に対応させた製品にすることもできる。
【００４６】
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００４７】
１    真空ポンプ
１ａ  排気管
１ａ−１  内側配管
１ａ−２  外側配管
１０  除害部
１０ＩＮ  ガス導入口
１０ＯＵＴ  ガス出口
１１  円筒体
１２  外筒
１３  加熱室
１５  空気ノズル
１６  燃料ノズル
１８  ＵＶセンサ
１９  点火プラグ
２０  パイロットバーナ部
２１  燃料供給口
２２  空気供給口
３０，４０，５０，６０  処理室本体
３１，４１，５１，６１  処理室
３２  水スプレーノズル
３３  排水排出口
３４  充填材
４２，６２  ヒーター
５２  処理剤
６３  固定薬剤
ＰＩＮ  入口ポート
ＰＯＵＴ  出口ポート
Ｓ  燃焼室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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