(57)【要約】処理システム内で発生する不要な反応生成物の堆積を軽減しつつ、ガス状汚染物質の燃焼と分解を制御するためのシステム及び方法を提供する。模範システムは積層させた多孔性セラミック環を有する新奇な熱反応チャンバ構造を含み、流体、例えばガスは多孔性セラミック環を通って指向されて熱反応チャンバの内壁に沿って境界層を形成し、これにより内壁での粒状物質の堆積が軽減される。システムは中央パイロット噴射口からの流体の導入により熱反応チャンバ内部の空気力学を変化させることを含んでいてもよい。
2008519959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（i）流体通過用の複数の穿孔を有する外壁と、
（ii）熱反応チャンバを規定し、少なくとも２つの積層させた環セクションを含む多孔性セラミック内壁と、
（iii）排ガスを熱反応チャンバに導入するための、熱反応チャンバと流体連通した少なくとも１つの排ガス注入口と、
（iv）該排ガスを熱反応チャンバ内で分解する際に使用する燃料を導入するための、熱反応チャンバと流体連通した少なくとも１つの燃料注入口と、
（ｖ）外壁の１つ以上の穿孔と多孔性セラミック内壁を通して流体を指向させ、粒状物質の内壁への堆積と蓄積を軽減する手段を含む熱反応ユニットと、
熱反応ユニットに連結され、かつ熱反応ユニットからのガス流を受けるように用いられる水急冷ユニットとを含む排ガスから汚染物質を除去するための熱反応装置。
【請求項２】
熱反応装置がＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＳＦ６、Ｃ３Ｆ８、ＳｉＦ４、ＢＦ３、ＮＦ３、ＢＨ３、Ｂ２Ｈ６、Ｂ５Ｈ９、ＮＨ３、ＰＨ３、ＳｉＨ４、ＳｅＨ２、Ｆ２、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＨＦ、ＨＢｒ、ＷＦ６、Ｈ２、Ａｌ（ＣＨ３）３、第１級及び第２級アミン、オルガノシラン、有機金属、及びハロシランから成る群から選択された少なくとも１つの汚染物質種を除去するように用いられる請求項１記載の熱反応装置。
【請求項３】
半導体製造加工施設及び液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）加工施設から成る群から選択される加工施設と排ガス受け取り関係で連結されている請求項１記載の熱反応装置。
【請求項４】
多孔性セラミック内壁が管状の概形を有する請求項１記載の熱反応装置。
【請求項５】
管状の概形が円筒形、多角形、楕円形から成る群から選択される形状を含む請求項４記載の熱反応装置。
【請求項６】
管状の概形が円筒形を含む請求項４記載の熱反応装置。
【請求項７】
少なくとも２つの環セクションの各々が弓形である請求項４記載の熱反応装置。
【請求項８】
外壁が耐食性かつ熱安定性である金属を含む請求項１記載の熱反応装置。
【請求項９】
金属外壁が、ステンレススチール、オーステナイト・ニッケル−クロム−鉄合金及びその他のニッケル系合金から成る群から選択された材料を含む請求項８記載の熱反応装置。
【請求項１０】
金属外壁が熱反応ユニットを境に約０．１ｐｓｉを越える圧力低下を引き起こす穿孔を有する請求項１記載の熱反応装置。
【請求項１１】
排ガス注入口と燃料注入口に近接した穿孔の総数が水急冷ユニットに近接した穿孔の総数より大きい請求項１記載の熱反応装置。
【請求項１２】
熱反応ユニットが、排ガス注入口と燃料注入口に近接した多孔性内壁を流れる流体流量が水急冷ユニット近傍における流量よりも大きくなるように用いられる請求項１記載の熱反応装置。
【請求項１３】
外壁が少なくとも２つの連結されたセクションを含む請求項１記載の熱反応装置。
【請求項１４】
外壁と多孔性セラミック内壁との間に配置された繊維性材料を含む請求項１記載の熱反応装置。
【請求項１５】
繊維性材料が、スピネル繊維、ガラスウール、ケイ酸アルミニウムから成る群から選択された材料を含む請求項１４記載の熱反応装置。
【請求項１６】
多孔性セラミック内壁が、アルミナ材料、酸化マグネシウム、高融点金属酸化物、炭化ケイ素、窒化ケイ素、イットリアドープアルミナ材料から成る群から選択された材料を含む請求項１記載の熱反応装置。
【請求項１７】
イットリアドープアルミナ材料がイットリア安定化ジルコニアアルミナを含む請求項１６記載の熱反応装置。
【請求項１８】
内壁が少なくとも約２０個の環セクションを含む請求項１記載の熱反応装置。
【請求項１９】
隣接する積層された環を連結するために、少なくとも２つの環セクションが相補的に接合される請求項１記載の熱反応装置。
【請求項２０】
環セクションが、相欠き継手、ベベル継手、突合せ継手、重ね継手、実矧ぎ継手から成る群から選択された少なくとも１つの継手によって相補的に連結されている請求項１９記載の熱反応装置。
【請求項２１】
燃料を少なくとも１つの燃料注入口に供給するための燃料供給源を含み、燃料供給源がメタン、水素、天然ガス、プロパン、ＬＰＧ、都市ガスから成る群から選択された流体を含む請求項１記載の熱反応装置。
【請求項２２】
酸化剤を導入して燃料と混合するための、熱反応チャンバと流体連通した少なくとも１つの酸化剤注入口を含む請求項１記載の熱反応装置。
【請求項２３】
酸化剤を少なくとも１つの酸化剤注入口に供給するための酸化剤供給源を含み、該酸化剤供給源が空気、酸素、オゾン、酸素富化空気、清浄な乾燥空気（ＣＤＡ）から成る群から選択された酸化剤を含む請求項２２記載の熱反応装置。
【請求項２４】
外壁の１つ以上の穿孔と多孔性セラミック内壁を通して流体を指向させるための手段が、不活性ガス、空気、ＣＤＡ、酸素富化空気、酸素、オゾン、アルゴン、窒素から成る群から選択された種を含む流体を供給するように用いられる請求項１記載の熱反応装置。
【請求項２５】
水急冷ユニットが水カーテンと散水装置の少なくとも１つを含む請求項１記載の熱反応装置。
【請求項２６】
熱反応ユニットが熱反応チャンバの内壁又はその内部に配置された多孔性セラミックプレートを含み、多孔性セラミックプレートが該熱反応チャンバの一端を閉鎖する請求項１記載の熱反応装置。
【請求項２７】
多孔性セラミックプレートを通して流体を指向して粒状物質のセラミックプレート上での堆積と蓄積を軽減するための手段を含む請求項２６記載の熱反応装置。
【請求項２８】
熱反応チャンバと流体連通した中央噴射口を含み、中央噴射口が少なくとも１つの排ガス注入口と少なくとも１つの燃料注入口に近接しており、排ガスを分解する際に中央噴射口を通して熱反応チャンバに高速流体を導入することで中央噴射口に近接した熱反応チャンバの内壁と多孔性セラミックプレート上への粒状物質の堆積と蓄積が阻害されるように用いられる請求項２６記載の熱反応装置。
【請求項２９】
中央噴射口が、不活性ガス、空気、ＣＤＡ，酸素富化空気、酸素、オゾン、アルゴン、窒素から成る群から選択された高速流体を導入するように用いられる請求項２８記載の熱反応装置。
【請求項３０】
熱反応ユニットと水急冷ユニットとの間に耐水シールドを含む請求項１記載の熱反応装置。
【請求項３１】
熱反応ユニットが約５００〜２０００℃の内部温度で稼動するように用いられる請求項１記載の熱反応装置。
【請求項３２】
反応装置外殻部内壁を有する反応装置外殻部を含み、反応装置外殻部内壁と熱反応ユニットの外壁との間に環状空間が形成される請求項１記載の熱反応装置。
【請求項３３】
反応装置外殻部内に形成され、流体が環状空間内部へ、次に多孔性セラミック内壁を通過して熱反応チャンバ内へと流入可能となるように用いられる少なくとも１つのポートを含む請求項３２記載の熱反応装置。
【請求項３４】
少なくとも１つの排ガス注入口が内壁を有し、内壁がフッ素重合体を含む少なくとも１層のコーティング材料でコーティングされている請求項１記載の熱反応装置。
【請求項３５】
多孔性セラミック内壁が網目状セラミック内壁を含む請求項１記載の熱反応装置。
【請求項３６】
網目状セラミック内壁がアルミナ材料、酸化マグネシウム、高融点金属酸化物、炭化ケイ素、窒化ケイ素、イットリアドープアルミナ材料から成る群から選択された材料を含む請求項３５記載の熱反応装置。
【請求項３７】
熱反応ユニットと、熱反応ユニットに連結された水急冷ユニットを含み、熱反応ユニットが
（i）管状の概形を有する外壁と、
（ii）概して管状で外壁と同心の熱反応チャンバを規定する内壁と、
（iii）熱反応ユニットの内壁又はその内部に配置され、熱反応チャンバの一端を閉鎖する多孔質セラミックプレートと、
（iii）熱反応チャンバに排ガスを導入するための、熱反応チャンバと流体連通した少なくとも１つの排ガス注入口と、
（iv）該排ガスを熱反応ユニット内で分解する際に使用する燃料を導入するための、熱反応チャンバと流体連通した少なくとも１つの燃料注入口を備えた排ガスから汚染物質を除去するための熱反応装置。
【請求項３８】
多孔性セラミックプレートが網目状セラミックプレートを含む請求項３７記載の熱反応装置。
【請求項３９】
網目状セラミックプレートが、アルミナ材料、酸化マグネシウム、高融点金属酸化物、炭化ケイ素、窒化ケイ素、イットリアドープアルミナ材料から成る群から選択された材料を含む請求項３８記載の熱反応装置。
【請求項４０】
イットリアドープアルミナ材料がイットリア安定化ジルコニアアルミナを含む請求項３９記載の熱反応装置。
【請求項４１】
多孔性セラミックプレートを通して流体を指向して粒状物質のセラミックプレート上への堆積及び蓄積を低減するための手段を含む請求項３７記載の熱反応装置。
【請求項４２】
中央チャンバを規定し、複数の積層した多孔性セクションから成る多孔性内壁と、
中央チャンバと流体連通し、かつ排ガス流を中央チャンバに導入するように用いられる少なくとも１つの排ガス注入口と、
中央チャンバ内に配置され、かつ中央チャンバ内で排ガス流を分解するように用いられ、これにより反応生成物が形成される熱的機構と、
中央チャンバの多孔性内壁の内表面上での反応生成物の堆積を軽減するに充分な力でもって多孔性内壁を通して中央チャンバへと流体を供給するように用いられる流体供給システムを有する熱反応ユニットを含む半導体製造加工の汚染物質削減中に使用するための装置。
【請求項４３】
多孔性内壁が管状の概形を有する請求項４２記載の装置。
【請求項４４】
積層された多孔性セクションの各々が弓形である請求項４２記載の装置。
【請求項４５】
多孔性内壁が少なくとも約２０の積層された多孔性セクションを含む請求項４２記載の装置。
【請求項４６】
隣接する多孔性セクションを連結するために、積層された多孔性セクションが相補的に接合されている請求項４２記載の装置。
【請求項４７】
積層された多孔性セクションの各々が相欠き継手、ベベル継手、突合せ継手、重ね継手、実矧ぎ継手から成る群から選択された少なくとも１つの継手によって相補的に接合されている請求項４６記載の装置。
【請求項４８】
積層された多孔性セクションの各々が多孔性セラミック体を含む請求項４２記載の装置。
【請求項４９】
積層された多孔性セクションの各々が網目状セラミック体を含む請求項４２記載の装置。
【請求項５０】
積層された多孔性セクションの各々が、アルミナ材料、酸化マグネシウム、高融点金属酸化物、炭化ケイ素、窒化ケイ素、イットリアドープアルミナ材料から成る群から選択された材料を含む請求項４９記載の装置。
【請求項５１】
熱反応ユニットの排出口の近傍と比較して、より多くの流体が排ガス注入口に近接した多孔性内壁を流れるように熱反応チャンバが用いられる請求項４２記載の装置。
【請求項５２】
多孔性内壁を取り囲む第１外壁を含み、第１外壁が第１外壁を通して多孔性内壁へと流体を通過させるための複数の穿孔を有する請求項４２記載の装置。
【請求項５３】
第１外壁が耐食性かつ熱安定性である金属を含む請求項５２記載の装置。
【請求項５４】
第１外壁がステンレススチール、オーステナイト・ニッケル−クロム−鉄合金とその他のニッケル系合金から成る群から選択された材料を含む請求項５３記載の装置。
【請求項５５】
第１外壁と多孔性内壁とを取り囲み、かつ第１外壁との間に内部空間を規定する第２外壁を含み、
流体供給システムが、流体を第２外壁と第１外壁との間の内部空間に供給することで多孔性内壁を通して中央チャンバへと流体を供給するように用いられる請求項５２記載の装置。
【請求項５６】
中央チャンバと流体連通したガス流チャンバであり、排ガス流と反応生成物をガス流チャンバに流すための注入口と排出口とを有するガス流チャンバと、
ガス流チャンバの内表面上に流れる液膜を作り出すことでガス流チャンバの内表面上の粒状固形物の堆積と蓄積を軽減するように用いられる水供給システムを有する熱反応ユニットに連結された第２反応チャンバを含む請求項４２記載の装置。
【請求項５７】
中央チャンバを規定し、積層された交換可能な複数の多孔性セクションから成る多孔性内壁と、
多孔性内壁の積層された多孔性セクションを取り囲み支持し、多孔性内壁へと流体を通過させることが可能な複数の穿孔を含む第１外壁と、
第１外壁と多孔性内壁とを取り囲み、第１外壁との間に内部空間を規定する第２外壁と、
中央チャンバと流体連通し、中央チャンバへと排ガス流を導入するように用いられる少なくとも１つの排ガス注入口と、
中央チャンバと流体連通し、中央チャンバへと燃料を導入するように用いられる少なくとも１つの燃料注入口と、
中央チャンバ内に配置され、中央チャンバ内で排ガス流を分解するように用いられ、これにより反応生成物が形成される熱的機構と、  
中央チャンバの多孔性内壁の内表面上での反応生成物の堆積を軽減するに充分な力でもって多孔性内壁を通して中央チャンバへと流体を供給するように用いられる流体供給システムを有する上部反応チャンバと、
中央チャンバと流体連通したガス流チャンバであり、排ガス流と反応生成物をガス流チャンバに流すための注入口と排出口とを有するガス流チャンバと、
ガス流チャンバの内表面上に流れる液膜を作り出すことでガス流チャンバの内表面上の粒状固形物の堆積と蓄積を軽減するように用いられる水供給システムを有する上部反応チャンバに連結された下部反応チャンバを含む半導体製造加工の汚染物質削減中に使用するための装置。
【請求項５８】
中央チャンバの注入口の一端を閉鎖する多孔性内部プレートを含み、多孔性内部プレートが流体を中央チャンバへと通過させることで多孔性内部プレートの内表面での粒状物質の堆積が軽減されるように用いられる請求項５７記載のシステム。
【請求項５９】
ガス流が上部反応チャンバから下部反応チャンバへと移動するにつれガス流に流体を導入するように用いられる少なくとも１つの注入口を含む請求項５７記載のシステム。
【請求項６０】
下部反応チャンバからの排ガス流を受けるように用いられるヘッドスペースを有する下部反応チャンバに連結された排出タンクを含む請求項５７記載のシステム。
【請求項６１】
排出タンクのヘッドスペースからの排ガス流を受けるように用いられる少なくとも１つのスクラビングユニットを含む請求項６０記載のシステム。
【請求項６２】
積層可能かつ交換可能な多孔性チャンバセクションを含み、チャンバセクションが、他の多孔性チャンバセクションと積み重ねられることで半導体製造加工からの排ガスを分解する際に使用する中央チャンバを規定する多孔性壁を形成することを可能にする複数の構成を有し、多孔性チャンバセクションが、中央チャンバ内での分解処理の際に多孔性チャンバセクション外部からの多孔性チャンバセクションを通した中央チャンバ内への流体の移動を可能にするに充分な多孔性を有することで多孔性チャンバセクションの内表面に向かう反応生成物の移動が軽減される削減システムで使用するための交換部品。
【請求項６３】
多孔性チャンバセクションが網目状セラミック体を含む請求項６２記載の交換部品。
【請求項６４】
多孔性チャンバセクションが、アルミナ材料、酸化マグネシウム、高融点金属酸化物、炭化ケイ素、窒化ケイ素、イットリアドープアルミナ材料から成る群から選択された材料を含む請求項６３記載の交換部品。
【請求項６５】
多孔性チャンバセクションがその他の多孔性チャンバセクションと連結するために相補的に接合されている請求項６２記載の交換部品。
【請求項６６】
多孔性チャンバセクションが、相欠き継手、ベベル継手、突合せ継手、重ね継手、実矧ぎ継手から成る群から選択された少なくとも１つの継手によって相補的に接合されている請求項６５記載の交換部品。
【請求項６７】
急冷ユニットと、半導体製造加工からの排ガスの分解の際に使用するための中央チャンバを規定する多孔性壁との間に配置され、
急冷ユニットの稼動中における中央チャンバの多孔性壁の濡れを防止するよう構成されたシールドを含む削減システムで使用するための交換部品。
【請求項６８】
シールドがＬ字型である請求項６７記載の交換部品。
【請求項６９】
シールドが多孔性壁の底部の３次元形状を取るように構成されている請求項６７記載の交換部品。
【請求項７０】
多孔性壁が最下部セラミック環を含み、シールドが最下部セラミック環への水の接触を防止する環である請求項６９記載の交換部品。
【請求項７１】
シールドが、ステンレススチール、オーステナイト・ニッケル−クロム−鉄合金とその他のニッケル系合金から選択された材料を含む請求項６７記載の交換部品。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
本出願は２００４年１１月１２日に出願された米国特許出願第１０／９８７９２１号に基づく優先権を主張し、この出願は引用により全て本願に組み込まれる。
【発明の分野】
【０００２】
本発明は、処理システムにおける反応生成物の堆積を軽減しながら、半導体製造工程中に発生する排ガス等の工業流出物を削減するための改良されたシステム及び方法に関する。
【発明の背景】
【０００３】
半導体材料、半導体デバイス、半導体製品、メモリ類の製造で発生するガス状流出物には、加工施設で使用・発生した多種多様な化合物が含まれている。これらの化合物には無機及び有機化合物、フォトレジスト及びその他の試薬の分解物、加工施設から大気中へと排出するに先立って排気ガスから除去する必要のあるその他の様々なガスが含まれる。
【０００４】
半導体製造工程においては様々な化学物質を利用し、その多くは人体における摂取許容範囲が極端に低い。こういった材料には、アンチモン、砒素、ホウ素、ゲルマニウム、窒素、リン、ケイ素、セレン、シラン、ホスフィンとのシラン混合物、アルゴン、水素、オルガノシラン、ハロシラン、ハロゲン、有機金属及びその他の有機化合物のガス状水素化物が含まれる。
【０００５】
ハロゲン、例えばフッ素（Ｆ２）及びその他のフッ素化物は、削減が必要とされる様々な成分の中でも特に問題である。エレクトロニクス業界では、堆積工程で生じる残留物を除去し、また薄膜をエッチングするのにペルフルオロ化合物（ＰＦＣ）をウェハ加工ツールで用いる。ＰＦＣは地球温暖化に多大な影響を与えているとされており、エレクトロニクス業界ではこういったガスの排出の削減に取り組んでいる。最も一般的に使用されるＰＦＣにはＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＳＦ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｈ８、Ｃ４Ｈ８Ｏ及びＮＦ３が含まれるが、これに限定されるものではない。実際には、これらのＰＦＣはプラズマ内で反応性の高いフッ化物イオンとフッ素ラジカルに解離し、これらが実際の洗浄及び／又はエッチングを行う。こういった加工作業で生じる流出物のその殆どはフッ素、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、フッ化水素（ＨＦ）、フッ化カルボニル（ＣＯＦ２）、ＣＦ４、及びＣ２Ｆ６である。
【０００６】
半導体産業にとって、排ガス流からのこういった物質の除去は深刻な問題であった。事実上は全ての米国内半導体製造施設が、自社の排ガスを処理するためにスクラバ又は同様の手段を利用しているが、こういった施設で利用されている技術では全ての有毒、或いは非有毒だが容認し難い不純物を除去することはできない。
【０００７】
この問題の解決法の１つは、処理ガスを焼却して有毒物質を酸化し、有毒性の低い形に転換することである。こういったシステムは処理能力という点でほぼ例外なく過剰設計であり、典型的には、複合化学反応の危険性を伴わずに多数の混在する化学成分流を安全に取り扱う能力を有さない。更に、慣用の焼却設備では一般的に完全燃焼には至らず、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等の汚染物質が大気中に放出されてしまう。更に、排出物の処理において大きく懸念される問題の１つは、排出に先立っての酸性ミスト、酸性蒸気、酸性ガス及びＮＯｘ（ＮO、ＮＯ２）の形成である。慣用の焼却設備には、充分な可燃性燃料と不燃性処理流とを混合して得られる混合物を可燃性かつ完全燃焼可能にすることが出来ないという別の制約がある。
【０００８】
酸素又は酸素富化空気を燃焼チャンバ内に直接追加して排気ガスと混合することで燃焼温度を上昇させてもよいが、酸化物、特には酸化ケイ素が形成される場合があり、こういった酸化物は燃焼チャンバの壁上に堆積する傾向がある。形成される酸化ケイ素の量は比較的多く、燃焼チャンバ内での漸次的な堆積により燃焼の低下が引き起される、或いは燃焼チャンバの目詰まりが引き起こされる可能性があり、装置の保守頻度を上げる必要が出てくる。状況に応じて、削減装置の洗浄作業を１週間又は２週間に１度、実施する必要がある。
【０００９】
ハロゲンガスの分解には高温条件が必要とされることが当技術分野で周知である。高温を扱う為、従来の燃焼チャンバには、セラミック材料から成る円周に沿って切れ目のない燃焼チャンバの内部で流出物を酸化させるものもあった（２００２年１２月１７日発行のタケムラその他による米国特許第６４９４７１１号参照）。しかしながら、ハロゲンガスを削減する為に必要な極度の高温下において、こういった円周方向に連続したセラミック性燃焼チャンバには熱衝撃により亀裂が生じ、燃焼チャンバの断熱機能が不能となる。別の装置としては従来型の制御分解／酸化（ＣＤＯ）システムが挙げられ、このシステムにおいて排ガスは金属注入管内で燃焼されるが、ＣＤＯの金属注入管はＣＦ４等のハロゲン化合物を効率的に分解するのに必要とされる高温、例えば１２６０℃〜１６００℃では物理的にも腐食によっても損なわれる。
【００１０】
従って、排ガスに含まれる高耐熱性汚染物質を分解するための、熱反応ユニット内における不要な反応生成物の堆積を同時に軽減しつつ、高可燃性ガスを導入することで高温にして該排ガス流を実質的に完全に分解する、改良型の熱反応装置を提供することが有利である。更に、排ガスを効果的に削減するのに必要とされる極端に高い温度や腐食性条件下にも屈することのない、改良型の熱反応チャンバを提供することが有利である。
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、ガス状の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及び半導体排出物を制御分解するための、その一方でシステム内での該分解によって生じる粒状生成物の蓄積を軽減する方法及びシステムに関する。本発明は更に、排ガス分解中における反応装置チャンバの亀裂の発生を軽減するための、改良型の熱反応装置構造に関する。
【００１２】
一態様において、本発明は（a）熱反応ユニットと（ｂ）水急冷手段とを含み、熱反応ユニットが
（i）管状の概形と流体通過用の複数の穿孔を有し、その長さに沿って少なくとも２つのセクションを含み、隣接するセクションが継手によって相互に連結された外壁と、
（ii）熱反応チャンバを規定し、概して管状かつ外壁と同心であり、少なくとも２つの積層させた環セクションを含む網目状セラミック内壁と、
（iii）排ガスを熱反応チャンバに導入するための、熱反応チャンバと流体連通した少なくとも１つの排ガス注入口と、
（iv）燃焼時に該排ガスを熱反応チャンバ内で分解する温度を発生する燃料を導入するための、熱反応チャンバと流体連通した少なくとも１つの燃料注入口と、
（ｖ）外壁の穿孔と網目状セラミック内壁を通して流体を指向させることで粒状物質の内壁への堆積と蓄積を軽減する手段を備えた、排ガスから汚染物質を除去するための熱反応装置に関する。
【００１３】
更に別の態様において、本発明は（a）熱反応ユニットと（ｂ）水急冷手段とを含み、熱反応ユニットが
（i）管状の概形を有する外壁と、
（ii）概して管状かつ外壁と同心の、熱反応チャンバを規定する内壁と、
（iii）熱反応ユニットの内壁又はその内部に配され、熱反応チャンバの一端を封止する網目状セラミックプレートと、
（iii）熱反応チャンバに排ガスを導入するための、熱反応チャンバと流体連通した少なくとも１つの排ガス注入口と、
（iv）燃焼時に該排ガスを熱反応ユニット内で分解する温度を発生する燃料を導入するための、熱反応チャンバと流体連通した少なくとも１つの燃料注入口を備えた、排ガスから汚染物質を除去するための熱反応装置に関する。
【００１４】
更に別の態様において、本発明は熱反応装置において、排ガス中のガス状汚染物質を制御分解するための方法に関し、
（i）少なくとも１つの排ガス注入口を通して、網目状セラミック壁によって規定される熱反応チャンバに排ガスを導入し、
（ii）熱反応チャンバに少なくとも１つの可燃性燃料を導入し、
（iii）熱反応チャンバ内で可燃性燃料に着火して反応生成物の生成と熱発生を引き起こして発生した熱により排ガスを分解し、
（iv）可燃性燃料を燃焼させると同時に、熱反応チャンバの網目状セラミック壁に接近する反応生成物のそれを越える力で追加流体を網目状セラミック壁を通して熱反応チャンバに連続モードで注入することで反応生成物の網目上セラミック壁への堆積を阻害し、
（v）反応生成物流を水急冷手段内に流すことで反応生成物を捕捉することを含む。
【００１５】
本発明のその他の態様及び利点は、続く開示と添付の請求項により更に充分に明らかとなる。
【詳細な説明】
【００１６】
本発明は、システム内における堆積物の蓄積を軽減しつつ、熱反応装置において排ガスを制御分解するための方法及びシステムに関する。本発明は、更に、排ガスの高温分解中における熱反応ユニットの亀裂の発生を軽減するための、改良型の熱反応装置構造に関する。
【００１７】
削減対象である排ガスには、半導体加工によって発生する種及び／又は半導体加工用に供給され、かつ化学変換されることなく半導体加工により放出される種が含まれる。ここで使用する用語「半導体加工」は、半導体及び／又はＬＣＤ製造施設で使用又は発生した材料の処理又は加工に伴う操作全て、また能動的な製造を伴わない、半導体及び／又はＬＣＤ製造施設に関連して行われるすべての操作（加工機器の調整、稼動準備における化学物質供給ラインのパージ、加工ツールチャンバのエッチング洗浄、半導体及び／又はＬＣＤ製造施設によって発生した排出物からの有毒又は有害ガスの削減等が例として挙げられる）のみならず、半導体製品及び／又はＬＣＤ製品の製造におけるいずれか及び全ての加工及びユニット操作を含むと広義に理解される。
【００１８】
本願で開示の改良型熱反応システムは、図１に示される熱反応ユニット３０と下部急冷チャンバ１５０を有する。熱反応ユニット３０には、熱反応チャンバ３２と、天板１８、少なくとも１つの排ガス注入口１４、少なくとも１つの燃料注入口１７、少なくとも１つの任意の酸化剤注入口１１、バーナ噴射口１５、中央噴射口１６、内部プレート１２を備えた注入口アダプタ１０とを含み、注入口アダプタは熱反応チャンバ３２又はその内部に配されている（熱反応ユニットから外した状態の注入口アダプタの図３の概略図も参照）。注入口アダプタは燃料と酸化剤ガスの注入口を備えており、燃料リッチなガス混合物をシステムに供給し、汚染物質を分解する。酸化剤を使用する場合、熱反応チャンバに導入する前に燃料と酸化剤とを予混合してもよい。ここで検討される燃料には、水素、メタン、天然ガス、プロパン、ＬＰＧ及び都市ガスが含まれるがこれに限定されるものではなく、好ましくは天然ガスである。ここで検討される酸化剤には、酸素、オゾン、空気、清浄な乾燥した空気（clean dry air:ＣＤＡ）及び酸素富化空気が含まれるが、これに限定されるものではない。削減対象となる排ガスには、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＳＦ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｈ８、Ｃ４Ｈ８Ｏ、ＳｉＦ４、ＢＦ３、ＮＦ３、ＢＨ３、Ｂ２Ｈ６、Ｂ５Ｈ９、ＮＨ３、ＰＨ３、ＳｉＨ４、ＳｅＨ２、Ｆ２、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＨＦ、ＨＢｒ、ＷＦ６、Ｈ２、Ａｌ（ＣＨ３）３、第１級及び第２級アミン、オルガノシラン、有機金属、及びハロシランから成る群から選択された種が含まれる。
【００１９】
本発明の一実施形態において、排ガス注入口１４の内壁を改造して、粒子の注入口内壁への親和性を低下させてもよい。例えば、表面を電解研磨して３０未満、更に好ましくは１７未満、最も好ましくは４未満にまで機械粗さ（Ｒａ）を低下させてもよい。機械粗さを低下させることにより、表面の耐食性が改善されるとだけでなく、表面への粒状物質の付着量が低減される。或いは、注入口の内壁をフッ素重合体層、例えばテフロン（商標名、Teflon）又はヘイラー（商標名、Halar）でコーティングしてもよく、これによっても洗浄が容易になるだけでなく、内壁への粒状物質の付着量が低減される。純粋なテフロン（商標名）又は純粋なヘイラー（商標名）層であることが好ましいが、これらの材料は容易に傷がつく或いは磨耗する。この為、実地では、フッ素重合体層を以下のように適用する。まず最初に、コーティングする表面を溶剤で洗浄して油類等を除去する。次に、表面をビードブラストしてテクスチャ加工をその上に施す。テクスチャ加工に続いて、フッ素重合体、例えば純粋なテフロン（商標名）の層と、セラミック充填フッ素重合体層と、別の純粋なフッ素重合体層をこの順番で表面上に堆積する。得られるフッ素重合体含有層は、本質的に耐傷性である。
【００２０】
本発明の別の実施形態においては、排ガス注入口１４の管を熱泳動に供し、熱泳動では注入口の内壁を加熱することで粒子の内壁への付着を軽減している。熱泳動はオンラインヒータで内壁表面を実際に加熱することで実行してもよく、或いは高温窒素ガス注入を利用してもよく、これにより５０〜１００Ｌ／分の高温窒素ガス流が注入口内を流れる。後者の方法のより有利な点は、窒素ガス流により排ガスが注入口に滞留する時間が最小限となり、注入口における核形成の可能性が最小限に抑えられることである。
【００２１】
従来の注入口アダプタはその内部プレートとして多孔性が限定的なセラミックプレートを備えていた。こういった限定的な多孔性の内部プレートには、該表面上に粒子が蓄積され、結果的に注入ポートの目詰まりと火炎検出エラーにつながるという欠点があった。本発明は、内部プレート１２として網目状セラミック発泡体を用いることで、こういった弱点を克服している。図２は内部プレート１２の立面図であり、注入ポート１４、バーナ噴射口１５、中央噴射ポート１６（以下で説明）及び内部プレートの網目上セラミック発泡体２０を含む。重要な点として、網目状セラミック発泡体２０は複数の貫通細孔を有する。このように、本発明は内部プレートの細孔を通して流体を熱反応チャンバ３２に流入させることで内部プレート１２表面及び内部プレート１２に近接する熱反応ユニット３０の壁での粒状物質の堆積を軽減しようとしている。流体には、好ましくは、発泡体を通過して拡散する際に、熱反応チャンバにおける削減処理に有害な影響を与えることなく内部プレート上への堆積を軽減するに充分な、適切な圧力へと加圧可能な全てのガスが含まれる。内部プレート１２の細孔を通過させるための本願で意図するところのガスには、空気、ＣＤＡ、酸素富化空気、酸素、オゾン及び不活性ガス、例えばＡｒ、Ｎ２等が含まれるが、燃料は避けるべきである。更に、流体は連続又はパルスモードで導入してもよく、好ましくは連続モードである。
【００２２】
理論による束縛は望ましくないが、網目状セラミック発泡体内部プレートは、内部プレート上への粒子の蓄積防止に役立つ。これは１つには平坦な露出表面の面積が減少することにより堆積可能な表面積が減少するからであり、内部プレートの網目化により成長する粒状物質の付着点が小さくなり、臨海質量に達すると同時に粒状物質は内部プレートから離れるからであり、又、内部プレートの細孔を通過する空気が「境界層」を形成し、粒子が表面に移動してそこで堆積するのを防止するからである。
【００２３】
セラミック発泡体は、網目状のセラミック構造によって取り囲まれた、相互連結された複数の空隙を特徴とする開放セル構造を有する。セラミック発泡体は、高強度、低熱質量、高耐熱衝撃性、並びに高温での高耐食性等の優れた物理的特性を示す。空隙は材料全体に渡って均一に分散され、流体が容易に材料中を通って拡散可能なサイズであることが好ましい。高揮発性ハロゲン種を形成するためには、セラミック発泡体が排出物中のＰＦＣと目に見えて反応するようであってはならない。セラミック発泡体はアルミナ材料、酸化マグネシウム、ＺｒＯ２等の高融点金属酸化物、炭化ケイ素及び窒化ケイ素を含んでいてもよく、好ましくは高純度アルミナ材料、例えばスピネル、及びイットリアドープアルミナ材料である。最も好ましくは、セラミック発泡体は、イットリアドープアルミナ材料及びイットリア安定化ジルコニア−アルミナ（ＹＺＡ）から形成したセラミック体である。セラミック発泡体の調製は、当業者により周知である。
【００２４】
内部プレート１２上での粒子蓄積を更に軽減するために、流体流入路を注入口アダプタ１０の中央噴射口１６に組み込んでもよい（注入口アダプタ内への中央噴射口の設置に関しては例えば図１、３及び５を参照）。中央噴射口１６の実施形態は図４に図示されており、該中央噴射口はパイロット注入マニホルド管２４、パイロットポート２６、口火保護プレート２２と固締手段２８、例えば注入口アダプタのねじ山と相補するねじ山を含み、これにより中央噴射口及び注入口アダプタは相互補完的に漏れを防止する形で嵌り合う。中央噴射口１６の口火は、注入口アダプタのバーナ噴射口１５に着火するために使用される。中央噴射口１６の中央にはボアホール２５が貫通しており、ここを通して高速流体を導入し、熱反応チャンバ３２へと注入してもよい（図５を参照）。理論による束縛は望ましくないが、高速空気流により空気力学が変化し、熱反応チャンバのガス状及び／又は粒状成分がチャンバ中央に引き寄せられることで、粒状物質の天板及び天板に近接するチャンバ壁への接近が妨げられていると考えられる。高速流体には、熱反応チャンバにおける削減処理に有害な影響を与えることなく熱反応ユニットの内壁上への堆積を軽減するに充分な全てのガスが含まれる。更に、流体は連続又はパルスモードで導入してもよく、好ましくは連続モードである。ここで検討されるガスには、空気、ＣＤＡ、酸素富化空気、酸素、オゾン及び不活性ガス、例えばＡｒ、Ｎ２等が含まれる。好ましくはガスはＣＤＡであり、酸素富化であってもよい。別の実施形態においては、高速流体を熱反応チャンバへの導入に先立って加熱する。
【００２５】
更に別の実施形態において、熱反応ユニットには、熱反応チャンバ３２を規定する多孔性セラミック柱体構造が含まれる。高速空気流を熱反応ユニット３０の細孔を通して指向することでその内壁上に蓄積される粒子を少なくとも部分的に軽減してもよい。本発明のセラミック柱体は、例えば図６Ｃに図示されるように、互いに積み重ねられた少なくとも２つのセラミック環を含む。更に好ましくは、セラミック柱体は互いに積み重ねられた少なくとも約２〜約２０個の環を含む。「環」という用語は、それ自体では円形の環に限定されず、全ての多角形又は楕円形状の環も含み得る。好ましくは、環の概形は管状である。
【００２６】
図６Ｃは本発明のセラミック柱体構造の部分断面図であり、相補する相欠き継手構造を有する個々のセラミック環３６の積層を示し、積層されたセラミック環が熱反応チャンバ３２を規定する。最上部のセラミック環４０は注入口アダプタを収容できるように設計されている。継手構造は重ね継ぎに限定されるものではなく、ベベル継手、突合せ継手、重ね継手、実矧ぎ継手も含み得る。ここでは、特にセラミック環を突合せ継ぎで積層する場合、積層した環の間にはガスケット又は密封手段、例えば、グラフォイル（商標名、Grafoil）又はその他の高温材料を配する。好ましくは、積層したセラミック環の間の継目を例えば相欠きで重ね合わせ、赤外線の熱反応チャンバからの漏れを防止する。
【００２７】
各セラミック環は円周方向に切れ目のないセラミック環であってもよく、或いは互いに接合されることでセラミック環を形成する少なくとも２つのセクションであってもよい。図６Ａは後者の実施形態を示し、セラミック環３６には第１弓形セクション３８と第２弓形セクション４０が含まれ、第１及び第２弓形セクションを連結すると、熱反応チャンバ３２の一部を規定する１つの環が形成される。セラミック環は上述のセラミック発泡体と同じ材料、例えばＹＺＡで形成することが好ましい。
【００２８】
積層した個々のセラミック環によって規定される熱反応チャンバを有することの利点は、熱衝撃によるチャンバのセラミック環への亀裂の発生が軽減されることであり、これに付随して機器費用が削減できる。例えば、１つのセラミック環に亀裂が生じても、損傷した環を僅かなコストで別のものと即座に交換し、熱反応装置を速やかに稼動状態に戻すことができる。
【００２９】
熱反応ユニット３０を形成するためには本発明のセラミック環を互いに保持しなくてはならず、これにより熱反応ユニットのセラミック環の細孔を通して高速空気流は指向され、熱反応ユニットの内壁に蓄積する粒子は少なくとも部分的に低減される。これを目的として、穿孔金属外殻部を用いて、熱反応ユニットの多孔性内壁を通して軸方向に指向された空気流を制御すると同時に熱反応ユニットの積層セラミック環を格納してもよい。図７は本発明の穿孔金属外殻部１１０の実施形態を図示しており、金属外殻部は積層したセラミック環と同一の概形、例えば円形柱体又は多角形柱体を有し、金属外殻部は、互いに接合されることでセラミック柱体の概形を形成する少なくとも２つの取付型セクションを含む。２つの取付型セクション１１２にはリブ１１４、例えば圧締可能な延長部１１４が含まれ、連結時にセラミック環を圧迫することで環を互いに保持する。
【００３０】
金属外殻部１１０は、熱反応ユニットの底部、例えば下部チャンバと比較してより多くの空気を熱反応ユニットの最上部、例えば注入口アダプタ１０に近い部分に向かって指向する穿孔パターンを有する（図７、８を参照）。或いは、穿孔パターンは金属外殻部全体を通して同一である。本願で定義する「穿孔」とは、多孔性内壁を通して軸方向に指向された空気流を確実に制御しながらも、金属外殻部の完全性と強度を損なうことのない金属外殻部を貫通して形成された一連の開口部を示す。例えば、穿孔は円形、多角形、楕円形の穴であってもよく、或いは穿孔は様々な長さと幅のスリットであってもよい。一実施形態において、穿孔は直径１／１６インチの穴であり、熱反応ユニットの底部に向かっての穿孔パターンは１インチ四方あたり０．５穴（つまり、４インチ四方あたり穴２つ）であるのに対し、熱反応ユニットの最上部に向かっての穿孔パターンは１インチ四方あたり１穴である。好ましくは、穿孔面積は金属外殻部の面積の約０．１％〜１％である。金属外殻部は耐食性金属から構成され、ステンレススチール、インコネル（商標名、Inconel）６００、６０１、６１７、６２５、６２５ＬＣＦ、７０６、７１８、７１８ＳＰＦ、Ｘ−７５０、ＭＡ７５４、７８３、７９２、及びＨＸ等のオーステナイト・ニッケル−クロム−鉄合金、及びハステロイ（Hastelloy）Ｂ、Ｂ２、Ｃ、Ｃ２２、Ｃ２７６、Ｃ２０００、Ｇ、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ３０等のその他ニッケル系合金を含むがこれに限定されるものではない。
【００３１】
図８には、本発明の熱反応ユニットが図示されている。セラミック環３６は互いに積層され、少なくとも１層の繊維質ブランケットが積層セラミック環の外側を包み込み、次に金属外殻部１１０のセクション１１２が繊維質ブランケットの周囲に配され、リブ１１４を連結することで互いに緊密に取り付けられる。繊維質ブランケットは低熱伝導性、高温性能、金属外殻部とセラミック環との熱膨張係数の不整合に対処可能な繊維質無機材料ならいずれであってもよい。ここで意図する繊維質ブランケット材料には、スピネル繊維、ガラスウール及びケイ酸アルミニウムを含むその他の材料が含まれるが、これに限定されるものではない。或いは、繊維質ブランケットは軟性セラミックスリーブであってもよい。
【００３２】
実地では、流体流れは金属外殻部の穿孔、繊維質ブランケット、柱体の網目状セラミック環を通して軸方向に制御されて導入される。熱反応ユニットの外部からその内部に向かって流体は約０．０５ｐｓｉ〜約０．３０ｐｓｉ、好ましくは約０．１ｐｓｉ〜０．２ｐｓｉの範囲で圧力低下を蒙る。流体は連続又はパルスモードで導入してもよく、好ましくは連続モードで導入して熱反応チャンバ内での流体の再循環を軽減する。当然のことながら、ガスが再循環され熱反応チャンバ内での滞留時間が増大すると、より大きな粒状物質が形成され、反応装置内で堆積する可能性が高くなる。流体には、熱反応チャンバにおける削減処理に有害な影響を与えることなくセラミック環の内壁上への堆積を軽減するに充分な全てのガスが含まれる。考えられるガスには、空気、ＣＤＡ、酸素富化空気、酸素、オゾン及び不活性ガス、例えばＡｒ、Ｎ２等が含まれる。
【００３３】
流体を熱反応ユニットの壁に導入して熱反応チャンバ３２を通過させるためには、熱反応ユニット３０全体をステンレス製反応装置外殻部６０（例えば、図１を参照）内に格納して、環状空間６２を反応装置外殻部６０の内壁と熱反応ユニット３０の外壁との間に形成する。熱反応ユニットの壁を通して導入する流体は反応装置外殻部６０上に配されたポート６４で導入してもよい。
【００３４】
図１を参照すると、注入口アダプタ１０の内部プレート１２は熱反応ユニット３０の熱反応チャンバ３２或いはその内部に配置されている。熱反応ユニット内のガスが注入口アダプタと熱反応ユニットとが接触している領域から漏れることがないように、ガスケット又はシール４２を最上部のセラミック環４０と天板１８との間に配することが好ましい（例えば、図９を参照）。ガスケット又はシール４２はグラフォイル（商標名）、或いは天板／熱反応ユニット接合部から空気が噴出して漏れるのを防止する、つまりガスを分散させるためのセラミック環の背圧を維持する他の何らかの高温材料であってもよい。
【００３５】
図１０Ａ及び１０Ｂは各々従来技術の内部プレート上、本発明による内部プレート上での粒状物質の蓄積を示す。本発明（細孔から流体が流出する網目状発泡プレート、細孔から流体が流出し、中央噴射口から高速流体が放出される網目状セラミック柱体を有する）の内部プレート上での蓄積は、本願で開示の新奇な改良点に欠けた従来技術の内部プレートと比べて大幅に低下していることが見て取れる。
【００３６】
図１１Ａ及び１１Ｂは各々従来技術の熱反応ユニットと本発明による熱反応ユニットを図示する。本発明の熱反応ユニットの内壁上での粒状物質の蓄積は、従来技術の熱反応ユニット壁と比較して大幅に軽減されていることが見て取れる。本願に記載の装置と方法を用いることにより、熱反応ユニットの内壁に蓄積される粒状物質の量は、同等の量の排ガスを酸化する従来のユニットと比較して少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７０％、更に好ましくは少なくとも８０％削減される。
【００３７】
熱反応チャンバの下流側には下部急冷チャンバ１５０内に配された水急冷手段があり、熱反応チャンバから出る粒状物質を捕捉する。水急冷手段には、グレン・トムらにより出願され、引用により全て本願に組み込まれる同時係属の米国特許出願第１０／２４９７０３号「内壁上での固体堆積を防止するための水カーテンを備えたガス処理システム」に開示されるような水カーテンが含まれていてもよい。図１では、水カーテン用の水は注入口１５２で導入されて水カーテン１５６が形成され、これにより水カーテンが熱反応ユニット３０内における燃焼及び分解反応による熱を吸収し、下部急冷チャンバ１５０の壁上での粒状物質の蓄積を排除し、又、分解及び燃焼反応によって生じる水溶性ガス状生成物、例えばＣＯ２、ＨＦ等を吸収する。
【００３８】
最下部のセラミック環が濡れないようにするために、シールド２０２（例えば、図１２を参照）を最下部セラミック環１９８と下部チャンバ１５０の水カーテンとの間に配してもよい。好ましくは、シールドはＬ字型であり、最下部セラミック環の３次元形状、例えば円環をとるため、水は最下部セラミック環と接触しない。シールドは耐水及び耐食性でかつ熱安定性であるいずれの材料から構成してもよく、ステンレススチール、インコネル（商標名）６００、６０１、６１７、６２５、６２５ＬＣＦ、７０６、７１８、７１８ＳＰＦ、Ｘ−７５０、ＭＡ７５４、７８３、７９２、及びＨＸ等のオーステナイト・ニッケル−クロム−鉄合金、及びハステロイＢ、Ｂ２、Ｃ、Ｃ２２、Ｃ２７６、Ｃ２０００、Ｇ、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ３０等のその他ニッケル系合金が含まれるが、これに限定されるものではない。
【００３９】
実地では、排ガスは注入口アダプタ１０に設けられた少なくとも１つの注入口から熱反応チャンバ３２に侵入し、燃料／酸化剤混合物は少なくとも１つのバーナ噴射口１５から熱反応チャンバ３２に侵入する。中央噴射口１６の口火を用いて注入口アダプタのバーナ噴射口１５に着火し、熱反応ユニットの温度を約５００℃〜約２０００℃にする。高温により、熱反応チャンバ内部に存在する排ガスの分解が促進される。一部の排ガスが燃料／酸化剤混合物の存在下で燃焼／酸化する可能性もある。熱反応チャンバ内の圧力は約０．５ａｔｍ〜約５ａｔｍ、好ましくは大気圧より若干低く、例えば約０．９８ａｔｍ〜約０．９９ａｔｍである。
【００４０】
分解／燃焼に続き、排ガスは下部チャンバ１５０に移動し、ここで水カーテン１５６を用いて下部チャンバの壁を冷却し、壁上への粒状物質の堆積を妨げてもよい。水カーテン１５６の使用により、粒状物質と水溶性ガスの一部がガス流から除去されると考えられる。水カーテンの更に下流側で、散水手段１５４を下部急冷チャンバ１５０内に配置してガス流を冷却し、粒状物質と水溶性ガスを除去してもよい。ガス流を冷却することにより、散水手段の下流側で低温材料の使用が可能となり、材料コストが削減される。下部急冷チャンバを通過するガスは大気中に放出、或いは追加処理ユニットへと指向させてもよく、追加処理には液体／液体スクラビング、物理及び／又は化学吸着、石炭捕捉、電気集塵装置、サイクロンが含まれるがこれに限定されるものではない。熱反応ユニットと下部急冷チャンバの通過後、排ガスの濃度は好ましくは検知限界未満、例えば１ｐｐｍ未満である。具体的には、本願で記載の装置及び方法は削減装置に侵入する有毒な流出物成分の９０％を越える量、好ましくは９８％を超える量、最も好ましくは９９．９％を超える量を除去する。
【００４１】
別の実施形態においては、「エアナイフ」を熱反応ユニット内に配置する。図１２に関し、流体をエアナイフ注入口２０６に断続的に注入してもよく、エアナイフ注入口は最下部セラミック環１９８と下部急冷チャンバ１５０の水急冷手段との間に設置されている。エアナイフ注入口２０６は、上述した最下部セラミック環１９８を水濡れから守るシールド２０２内に組み込んでもよい。エアナイフ流体には、該ユニットにおける分解処理に有害な影響を与えることなく熱反応ユニットの内壁上への堆積を軽減するに充分である全てのガスが含まれる。考えられるガスには、空気、ＣＤＡ、酸素富化空気、酸素、オゾン及び不活性ガス、例えばＡｒ、Ｎ２等が含まれる。稼働中、ガスはエアナイフ注入口２０６を通して断続的に注入され、熱反応チャンバ３２の内壁と平行に配された非常に細いスリット２０４から排出される。よって、ガスは壁に沿って上方向（図１２の矢印の方向）に指向され、内壁表面から堆積した粒状物質を引き剥がす。
【実施例】
【００４２】
本願で記載の改良された熱反応装置の削減効果を実証するために、一連の実験を行って該熱反応装置を使用しての削減効率を定量化した。表１に示されるように、９９％を越える試験ガスが改良型熱反応装置の使用により削減されたことが見て取れる。
【００４３】
【表１】
2008519959.tif 000003
【００４４】
具体例及び構成を挙げて本発明を様々に説明したが、上述の実施形態及び構成は本発明を制限することを意図しておらず、本願の開示に基づいたその他の変形、改変、実施形態を当業者は容易に想定できる。従って、本発明は特許請求の範囲と矛盾することなく広義に解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による熱反応ユニット、注入口アダプタ、下部急冷チャンバの断面図である。
【図２】本発明による注入口アダプタの内部プレートの立面図である。
【図３】本発明による注入口アダプタの部分断面図である。
【図４】熱反応チャンバへ高速気流を導入するための、本発明による中央噴射口の図である。
【図５】本発明による注入口アダプタと熱反応ユニットの断面図である。
【図６Ａ】本発明による熱反応ユニットのセラミック環の立面図である。
【図６Ｂ】セラミック環の部分断面図である。
【図６Ｃ】互いに積層されて本発明の熱反応チャンバを規定するセラミック環の部分断面図である。
【図７】本発明による穿孔金属外殻部の一部を示す図である。
【図８】本発明による熱反応ユニットの外観図である。
【図９】本発明による注入口アダプタ／熱反応ユニット接合部の部分断面図である。
【図１０Ａ】従来の注入口アダプタ内部プレート上に堆積する残留物を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明による注入口アダプタ内部プレート上に堆積する残留物を示す図である。
【図１１Ａ】従来の熱反応ユニット内壁上に堆積する残留物を示す図である。
【図１１Ｂ】本発明による熱反応ユニット内壁上に堆積する残留物を示す図である。
【図１２】本発明による熱反応ユニットと下部急冷チャンバとの間に位置するシールドの部分断面図である。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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2008519959.tif 000023
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