(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃ガス，不活性気体及び空気が各々流入される流入ヘッドと、  前記流入ヘッドからの前記廃ガス，不活性気体及び空気を混合した混合ガスを加熱反応させ微細粒子の反応物を生成する加熱チャンバと、
前記加熱チャンバと連通され内壁に付着された前記微細粒子を収集する収集装置と、
前記収集装置と結合手段を通して連結され前記収集された微細粒子を貯蔵する収集容器とで構成されて、
前記収集装置は、ホッパー状のチャンバと、前記チャンバ下端部に連結される下部案内筒と、前記下部案内筒に固定され析出物を下部案内筒の縁部に誘導する収集誘導部と、前記チャンバと収集誘導部に吸着された微細粉塵を回転運動してかき出すスクレイパー回転部とを包含して、
前記スクレイパー回転部は、前記下部案内筒内に設置されたスクレイパー回転用歯車と、前記下部案内筒の側面上に形成された開口部を通して前記スクレイパー回転用歯車と歯車結合された動力伝達用歯車とを含むことを特徴とする廃ガスの有害成分処理装置。
【請求項２】
前記下部案内筒は、
内周面に沿って前記スクレイパー回転用歯車が挿入されて回転可能な歯車挿入溝部を含むことを特徴とする請求項１に記載の廃ガスの有害成分処理装置。
【請求項３】
前記スクレイパー回転用歯車は、
前記スクレイパーを支持するスクレイパー支持棒を中心として回転することを特徴とする請求項１にまたは請求項２に記載の廃ガスの有害成分処理装置。
【請求項４】
前記スクレイパー回転用歯車は、
回転軸を中心として３６０°回転可能であることを特徴とする請求項３に記載の廃ガスの有害成分処理装置。
【請求項５】
前記スクレイパー回転用歯車は、
少なくとも一つ以上の支持台により前記スクレイパー支持棒に連結されることを特徴とする請求項３に記載の廃ガスの有害成分処理装置。
【請求項６】
前記スクレイパー回転用歯車は、
前記下部案内筒が上下に連通するように前記スクレイパー支持棒に連結されることを特徴とする請求項１に記載の廃ガスの有害成分処理装置。
【請求項７】
前記下部案内筒は、
前記チャンバと分離可能に製作され結束手段により連結されることを特徴とする請求項１に記載の廃ガスの有害成分処理装置。
【請求項８】
前記収集誘導部は、
前記下部案内筒に支持固定されることを特徴とする請求項１に記載の廃ガスの有害成分処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃ガスの有害成分を除去するための装置に係り、特に、半導体の製造工程中化学的蒸着工程（CVD:Chemical Vapor Deposition）またはプラズマエッ チング（Plasma Etching）工程等から排出される有毒ガスを処理して、析出される微細粉塵をより効率的に除去して収集するための廃ガスの有害成分処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造工程は各種の有毒性，腐食性，引火性ガスを多量使用する。例えば、ＣＶＤ工程では多量のシラン（Silane），シクロロシラン（Dichloro Silane），アンモニア（Ammomia），酸化窒素，アルシン（Arsine），ホスフィン（Phosphine），六水素化二ホウ素（Diboron），ホウ素（Boron），三塩化（Three Chloride）等を用いるが、製造工程中ではこれらの中で小量だけが消費されて、 排出される廃ガスは比較的に高濃度の有毒物質を含有する。また、低圧ＣＶＤ工程，プラズマ強化ＣＶＤ，プラズマエッチング，エピタキシャル（Epitaxical）蒸着のようなそれぞれの半導体工程でも各種の有毒性廃ガスを生成する。
【０００３】
最近、環境についての関心が増大されて、このような廃ガス処理は重要な問題になっている。現在、このような廃ガスを大気中に放出する前、廃ガス中の有毒性物質を除去することが環境的及び法的に義務化になっている。
【０００４】
したがって、半導体の製造工程から流出される廃ガスを処理するためのそれぞれの方法が研究及び実用化されているが、現在まで開発された廃ガス処理装置は多い問題点があった。
【０００５】
従来の典型的な廃ガス処理方法としては湿式廃ガス処理方法と乾式廃ガス処理方法等がある。しかし、湿式廃ガス処理方法及び乾式廃ガス処理方法は各々効率性と費用面において問題点があった。
【０００６】
即ち、湿式廃ガス処理方法は、廃ガス内に水を飛散させ水と反応する有毒成分の反応粒子を収集する方法として、有毒成分を排出する側面では優れた性能を持っているが、処理工程中、副産物によるドレイン（Drain）の損傷と排気ダクト （Duct）の腐食現状を発生させて、使用した水は必ず有害反応物及び各種の水溶性汚染物質を除去して廃棄しなければならない短所があった。
【０００７】
図１は従来の湿式廃ガス処理装置の構成を示す部分切断斜視図である。
湿式廃ガス（Gas）処理装置は、排出される廃ガス及び空気が流入される流入 チャンバ２２０と、前記流入チャンバ（Chamber）２２０の下部に設置され前記 廃ガスと空気の混合ガスを高温に加熱する加熱チャンバ２０４と、前記加熱チャンバ２０４の下部に位置して水と高温の混合ガスを混合する混合チャンバ２０８と、混合チャンバ２０８の底面に設置された収集管２０７と、収集された物質を外部に排出するためのドレイン２０９とで構成される。
【０００８】
このように構成された湿式廃ガス処理装置にあって、有毒成分を収集する過程を説明すると次のようになる。
まず、廃ガス流入管２０１を通して流入された廃ガスは、空気流入管２０２を通して流入された空気と流入チャンバ２２０で混合され、加熱チャンバ２０４に移送される。この移送された混合廃ガスは、加熱チャンバに設置されたヒーティングコイル２０５により加熱される。ヒーティングコイル（Heating Coil）は壁面内部，外部あるいは壁面内に設置可能であるが、ここでは壁面内に設置されている。次に、混合チャンバ２０８の上部に設置された水流入管２０３の端部ノズル（Nozzle）２０６を通して水が高速で噴射されると、高温の混合ガスは水と反応して有毒成が固体または液体成分に析出される。固状または液状の析出物と未反応ガスは収集管２０７を経由して、無害な未反応ガスは排気管２１０と排気管２１０に延長される排気ダクトを通して外部に排出されて、固状または液状の析出物はドレイン２０９を通して外部に排出される。
【０００９】
しかし、このような装置において、ノズル２０６を通して飛散された水が加熱チャンバ２０４の側面から飛び出て加熱チャンバの高温の混合ガスと化学反応して加熱チャンバの内面にスケール（Scale）を形成することにより、ヒーティングコイルの熱効率を低下させて、装置の寿命を短縮させる。また、析出物の一部が収集管２０７とドレイン２０９に蓄積されてガスの円滑な排出に障害を発生させて、腐食させる。
【００１０】
図２は従来の乾式廃ガス処理装置の構成を示す部分切断斜視図である。
乾式廃ガス処理装置は、上部の混合部３０３と，混合部の下部の燃焼チャンバ３０４と、燃焼チャンバ３０４の下部の析出チャンバ３０５と、析出された物質を収集するための収集容器３０８と、これらの装置全体を囲んで冷却空気を吸入して精製されたガスと混合してダクトに誘導する外壁３０９とで構成される。
【００１１】
この装置にあって、廃ガスが処理される過程を説明すると次のようになる。
まず、廃ガス流入管３０１を通して流入とれた廃ガスは、気体燃料流入管３０２を通して流入された、例えば、ＬＮＧ，ＬＰＧ等の気体燃料と混合部３０３で混合され燃焼チャンバ３０４に移送された後、燃焼チャンバ３０４内で燃焼装置（図示せず）により燃焼される。この時、廃ガス中の有毒成分例えば、シランは酸素または空気と共に燃焼され二酸化ケイ素（Silcon Dioxide）粒子を生成する。この時、生成された粒子は非常に微細であり、析出チャンバ３０５内のモーター（Motor:図示せず）により回転する円錐状のガイド（Guide）３０６により析出 チャンバの内壁３１３の壁面に沿って下降して収集容器３０８に収集される。燃焼後の精製された気体３１５は、外壁３０９と収集容器３０８間のスロット（Slot）３１６に流入される冷却空気３０７と混合され外壁３０９の内部と内壁３１３の外部に形成された空間を通してダクト３１４に移送されて、ダクト３１４で再フィルタリング（Filtering）されてから外部に排出される。未説明符号３１ ０はスクレイパー（Scraper）であり、これは壁面に付着された粉塵をかき出し て収集容器３０８に落とす役割をする。
【００１２】
しかし、乾式廃ガス処理装置は、析出された微細粒子が燃焼装置（図示せず）をふさいで故障の原因になるため、慎重な管理が要求されるとともに、燃料消耗による経済的な負担も多かった。
【００１３】
このような問題点を改善するため図３に図示されるような廃ガスの有害成分処理装置が提案された。
図３に示すように、構成された廃ガスの有害成分処理装置は、上部に設置され廃ガスと不活性気体と空気が各々流入される流入ヘッド１０と、廃ガス，空気及び窒素の混合ガスを加熱する加熱チャンバ２０と、加熱された混合ガスを再加熱する２次加熱装置３０と、空気を再流入させる２次空気流入部４０と、析出された微細粉塵を収集する収集装置６０と、収集された微細粉塵を貯蔵する収集容器７０とで構成される。
【００１４】
前記のように構成された廃ガスの有害成分処理装置に、廃ガスが流入ヘッド１０に流入されて窒素を包含する不活性気体により流入ヘッド１０の下部に反応防止部（図示せず）まで誘導されると、反応防止部により加熱チャンバ２０の上部では空気と廃ガスの反応が抑制されて、加熱チャンバ２０の一定高さ以下でだけ廃ガスと空気が反応するように設計されている。
【００１５】
また、加熱チャンバ２０で反応した後、反応析出物である微細粉塵と気体は２次加熱装置３０により加熱されて、２次空気流入部４０の高速の空気流れにより収集装置６０に誘導される。
【００１６】
収集装置６０により収集された微細粉塵は収集容器９０に蓄積されて、精製された気体は収集容器７０の上部に形成されたガス排出孔を通して排出される。
この気体は、外部からの冷却空気により誘導され下部容器５０の内部と収集装置６０間に形成された空間部を経由してダクトを通して外部に排出される。
【００１７】
このように構成される廃ガスの有害成分処理装置の収集装置と収集容器をより詳細に示すための断面図を図４に示す。
収集装置６０の上部には、空気噴射ノズル４１により加速された混合気体と析出粒子が流入される流入管が連結されている。ホッパー状のチャンバ６４の下端部に位置し且つチャンバ６４に囲まれた下部案内筒６５には、チャンバ内部に吸着した固体粉末をかき出すスクレイパー６３を結束したスクレイパー結束筒８０が挿入されている。
【００１８】
下部案内筒６５の外部には、スクレイパー結束筒８０に回転駆動力を伝達するウォーム歯車９５が位置して、また、下部案内筒６５の下段には、収集容器７０が分離可能な状態で位置して析出された固体粉末を収集する。
【００１９】
図５はチャンバの下部を切断してウォーム歯車の駆動状態を示す斜視図であり、図６はスクレイパーとこれらを固定及び回転させるスクレイパー結束筒を示す斜視図である。
【００２０】
ウォーム歯車は、ウォーム駆動部９１から発生された駆動力の伝達を受け下部案内筒６５の外周面に沿って回転するように形成されて、ウォーム歯車には、スクレイパー結束筒８０に溶接された折れ曲った状の上部回転棒８２と下部回転棒８１が結着されている。
【００２１】
スクレイパー結束筒８０は、ホッパー状のチャンバ６４に吸着された粉塵をかき出すスクレイパー６３が上部に結束されて、円筒の内部には収集誘導板６１が回転できるように回転軸を支持する支持台８４が設置されて、回転軸の上段には円錐形の収集誘導板６１が形成されている。
【００２２】
下部案内筒６５の外周面にはウォーム歯車９５に結着されている上部回転棒８２及び下部回転棒８１が溶接されて、ウォーム歯車９５の回転力がスクレイパー結束筒に伝達されるように形成されている。
【００２３】
また、ウォーム歯車９５とスクレイパー結束筒８０間の下部案内筒６５には、上部回転棒８２と下部回転棒８１が正逆回転するように溝部８３が形成されて、溝部８３は回転角で１８０゜ずつ対向するように形成されてスクレイパー結束筒８０がウォーム歯車９５によって回転往復運動をするようになっている。
【００２４】
このような収集装置６０に混合気体と微細粉塵がチャンバ６０上部に連結された管を通して流入されチャンバ６４と誘導板６１上部の微細粉塵が吸着されると、ウォーム歯車９５の回転によってスクレイパー結束筒８０が回転往復運動をして、結束されるスクレイパー６３により粉末チャンバ６４からかき出されて除去される。
【００２５】
また、誘導板６１に吸着された粉塵もスクレイパー結束筒８０に固定された収集誘導板６１が回転して収集チャンバの上部に固定されたスクレイパー６３ａによりかき出されてチャンバ６４の内周面の近方に落ちる。
このように誘導された固体粉末は底面に設置されている収集容器７０に落ちて蓄積される。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記の廃ガスの有害成分処理装置は、廃ガスの有害成分の処理には非常に効率的であるが、析出された微細粉塵を収集するチャンバ内のスクレイパーが回転往復運動をするため運動性能が低下されチャンバ内部の微細粉塵を除去して収集する効率が低下されて、ウォーム部とスクレイパー結束筒及びチャンバの下部案内筒の加工製作と組立が複雑である問題点があった。
【００２７】
また、ウォーム歯車の回転運動をセンサを通して感知してその回転角が１８０゜で回転往復運動をするようにウォーム駆動部を制御しなければならないため制御が困難であり、頻繁な故障の原因になり、別の制御手段を必要として製作に経済的な負担があった。
【００２８】
したがって、本発明の目的は、前記のような従来の問題点を改善して加工製作が容易であり、チャンバ内部に吸着された微細粉塵を除去して収集する効率を向上させた廃ガスの有害成分処理装置を提供することである。
【００２９】
本発明の他の目的は、スクレイパーを駆動させる駆動部の制御が容易であり、経済性が高い廃ガスの有害成分処理装置を提供することである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するための本発明の好ましい特徴によると、本発明の廃ガス有害成分処理装置は、廃ガス，不活性気体及び空気が各々流入される流入ヘッドと、前記流入ヘッドから前記廃ガス，不活性気体及び空気を混合した混合ガスを加熱反応させ微細粒子の反応物を生成する加熱チャンバと、前記加熱チャンバと連通され内壁に付着された前記微細粒子を収集する収集装置と、前記収集装置と結合手段を通して連結され前記収集され微細粒子を貯蔵する収集容器とで構成されて、前記収集装置は、ホッパー状のチャンバと、前記チャンバの下端部に連結される下部案内筒と、前記下部案内筒に固定され析出物を下部案内筒の縁部に誘導する収集誘導部と、前記チャンバと収集誘導部に吸着された微細粉塵を回転運動してかき出すスクレイパー回転部とでなり、前記スクレイパー回転部は、前記下部案内筒内に設置されたスクレイパー回転用歯車と、前記下部案内筒の側面上に形成された開口部を通して前記スクレイパー回転用歯車と歯車結合された動力伝達用歯車とでなる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面によって本発明による廃ガスの有害成分処理装置の構成及び作用を詳細に説明する。
廃ガスの有害成分処理装置の全体的な構成と作用は、図３に図示された従来の装置と同一であるからそれに関する説明は省略して、本発明により改善されたチャンバの構成と各々の構成部の作用だけを詳細に説明する。
【００３２】
図７は本発明のチャンバとスクレイパー駆動部の結合状態を示す斜視図である。  図示されるように、収集装置６０は、ホッパー状のチャンバ６４と、前記チャンバ６４の下端部に連結される下部案内筒６５と、前記下部案内筒６５に固定され析出物を下部案内筒６５の縁部に誘導する収集誘導部１２０と、前記チャンバ６４と収集誘導部１２０に吸着された微細粉塵を回転運動してかき出すスクレイパー回転部１１０とでなり、前記スクレイパー駆動部１００は、前記収集装置６０内のスクレイパー回転部１１０に動力伝達用歯車１０２を通してモーター１０３の駆動力を伝達する。
【００３３】
ここで、前記収集誘導部１２０は円錐形の収集誘導板６１と、前記収集誘導板６１を支持する収集誘導板支持棒１２１と、前記収集誘導板支持棒１２１の下端に結束され前記収集誘導板６１を前記下部案内筒６５に固定させる収集誘導板支持台１２２とで構成されて、前記スクレイパー回転部１１０は前記チャンバ６４及び収集誘導板６１に吸着された微細粉塵をかき出して除去するスクレイパー６３と、前記スクレイパー６３を支持する円筒形のスクレイパー支持棒１１１と、前記スクレイパー支持棒１１１をスクレイパー回転用歯車１０１に結束させるスクレイパー支持台１１２と、外部のモーター１０３から駆動力の伝達を受け結束されたスクレイパー６３を回転させるスクレイパー回転用歯車１０１とでなる。
【００３４】
図８はチャンバと下部案内筒の結合状態と構造を示す斜視図である。
図８に示すように、ホッパー状の収集装置６０のチャンバ６４と下部案内筒６５は分離可能に製作されチャンバ６４の下端部に下部案内筒６５が結束手段により連結されて、下部案内筒６５にはスクレイパー回転用歯車１０１が挿入され案内筒の内周面に沿って３６０゜正回転できるようにガイドを持つ歯車挿入溝部６６が形成されている。
【００３５】
前記歯車挿入溝部６６は、下部案内筒６５の外部に一部分が開口され外部の動力伝達用歯車１０２と歯車挿入溝部６６に挿入されたスクレイパー回転用歯車１０１がかみ合って回転可能に形成される。
【００３６】
図９は本発明の収集誘導部とスクレイパー回転部の結合状態とスクレイパーの回転運動状態を示す分離斜視図である。
図示されるように、歯車挿入溝部６６に挿入されるスクレイパー回転用歯車１０１は、内部に中空部１０１ａを持つ円筒形に形成されその中心軸に放射状のスクレイパー支持台１１２が連結されて、スクレイパー６３が上段に結束された円筒形のスクレイパー支持棒１１１を中心軸に固定させる。
【００３７】
また、下部案内筒の下端に収集誘導板支持台１２２により固定されている収集誘導板支持棒１２１は、前記スクレイパー回転用歯車１０１の中心軸上に位置したスクレイパー支持棒を貫通して収集誘導板６１を支持するから前記スクレイパー回転用歯車１０１の回転軸で使用される。
【００３８】
このような収集装置６０の作用を図７及び図９を参照して説明する。
２次加熱装置３０により加熱され２次空気流入部４０の高速の空気の流れにより誘導された微細粉塵と気体が流入されて収集装置６０のチャンバ６４内部と収集誘導板６１に吸着されると、スクレイパー駆動部１００の動力伝達用歯車１０２を通してモーター１０３の駆動力の伝達を受けたスクレイパー回転用歯車１０１は、収集誘導板支持棒１２１を回転軸として下部案内筒６５に形成されている歯車挿入溝部６６に沿って回転して、それに結束されたスクレイパー６３はホッパー状のチャンバ６４によって回転する。
【００３９】
スクレイパー６３の回転運動によりチャンバ６４と収集誘導板６１に吸着された微細粉塵はかき出され除去されて、収集された粉塵はスクレイパー回転用歯車１０１の中空部１０１ａを通過して下部案内筒６５の下端に付着された収集容器７０に蓄積される。
【００４０】
この時、スクレイパー６３は、図９に図示されるように、従来の装置とは相異に固定された収集誘導板の支持棒１２１を回転軸とするスクレイパー支持棒１１１に結束され、３６０゜正回転して微細粉塵を除去するため１８０゜往復回転運動をする時より微細粉塵の除去及び収集効率が向上されて、従来の収集誘導板６１を回転させるため必要であった駆動部１００の負荷が軽減される。
【００４１】
またスクレイパー駆動部１００も正逆回転のための複雑な制御手段と歯車の回転運動を感知するための感知手段が不必要であり、駆動部に使用されるモーター１０３も正逆回転だけをする単純な形態が使用できるから費用が節減され経済的であり、必要によっては逆回転させて粉塵除去能力が向上できる。
【００４２】
また、図８に図示されるように、チャンバ６４と下部案内筒６５が分離可能に製作されスクレイパー回転用歯車１０１を歯車挿入溝に容易に挿入して組立可能であり、従来の装置駆動力を伝達する上部回転棒８２及び下部回転棒８１が通過する溝部８３を下部案内筒６５に加工する作業と、各々の上部回転棒８２及び下部回転棒８１がスクレイパー結束筒８０を溶接する作業を省略できるから製作が容易になる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のような本発明の廃ガスの有害成分処理装置は、従来の装置とは相異にチャンバ内に収集誘導部を固定させて収集誘導部の支持棒を回転軸としてスクレイパー３６０゜正回転するように設計されスクレイパーの運動性能を向上させることにより、微細粉塵の除去及び収集効率が向上される。また、スクレイパー駆動部の不必要な負荷を軽減させると共にスクレイパーが正逆回転するように駆動部の制御手段と感知手段とを排除させ故障の原因が除去されて、製作も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の湿式廃ガス処理装置の構成を示す部分切断斜視図である。
【図２】従来の乾式廃ガス処理装置の構成を示す部分切断斜視図である。
【図３】従来の廃ガス有害成分処理装置の概略的な構成を示す正面図である。
【図４】従来の廃ガス有害成分処理装置のチャンバと収集容器を示す断面図である。
【図５】従来の廃ガス有害成分処理装置のウォーム部を示す斜視図である。
【図６】従来の廃ガス有害成分処理装置のスクレイパー形態を示す斜視図である。
【図７】本発明のチャンバとスクレイパー駆動部の結合状態を示す斜視図部ある。
【図８】本発明のチャンバと下部案内筒の結合状態と構造を示す斜視図である。
【図９】本発明の収集誘導部とスクレイパー回転部の結合状態と、スクレイパーの回転運動状態を示す分離斜視図である。
【符号の説明】
１０  流入ヘッド
２０，２０４  加熱チャンバ
３０  ２次加熱装置
４０  ２次空気流入部
４１  空気噴射ノズル
５０  下部容器
６０  収集装置
６１  収集誘導板
６２  結束手段
６３，６３ａ  固定されたスクレイパー
６４  チャンバ
６５下部案内筒
６６  歯車挿入溝部
７０，３０８  収集容器
８０  スクレイパー結束筒
８１  下部回転棒
８２  上部回転棒
８３  溝部
８４  支持台
９１  ウォーム駆動部
９２  ロッキングロッド
９５  ウォーム歯車
１００  スクレイパー駆動部
１０１  スクレイパー回転用歯車
１０１ａ  中空部
１０２  動力伝達用歯車
１０３  モーター
１１０  スクレイパー回転部
１１１  スクレイパー支持棒
１１２  スクレイパー支持台
１２０  収集誘導部
１２１  収集誘導板支持棒
１２２  収集誘導板支持台
２０１，３０１  廃ガス流入管
２０２  空気流入管
２０３  水流入管
２０５  ヒーティングコイル
２０６  ノズル
２０７  収集管
２０８  混合チャンバ
２０９  ドレイン
２１０  排気管
２２０  流入チャンバ
３０２  気体燃料流入管
３０３  混合部
３０４  燃焼チャンバ
３０５  析出チャンバ
３０６  ガイド
３０７  冷却空気
３０９  外壁
３１０  スクレイパー
３１３  内壁
３１４  ダクト
３１５  気体
３１６  スロット
【図１】
0003545156.tif 000002
【図２】
0003545156.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003545156.tif 000005
【図５】
0003545156.tif 000006
【図６】
0003545156.tif 000007
【図７】
0003545156.tif 000008
【図８】
0003545156.tif 000009
【図９】
0003545156.tif 000010