(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物及びＰＦＣｓ（パーフルオロコンパウンズ）を分解処理する排ガス処理装置であって、
筒状の電気ヒータにより外筒側と内筒側とに区画した二重筒状の分解部を形成して、前記外筒側を予備分解部、前記内筒側を本分解部とし、
前記予備分解部の一端側に少なくとも２つの排ガス導入口を設けて、半導体、液晶などの製造工程から排出される排ガスを導入する第一導入管及び第二導入管を接続し、
前記予備分解部及び前記本分解部の他端側に、予備分解部からの予備分解された予備分解ガスを反転させて本分解部に導入するとともに、添加ガスを導入して予備分解ガスに混合する混合反転部を形成し、
前記添加ガスは酸素源及び水素源からなる混合ガスであり、前記添加ガスの導入を前記混合反転部のみとし、
前記予備分解部の出口における前記予備分解ガスの温度が所定温度範囲となるように前記電気ヒータの加熱量を制御する制御手段を設け、
前記本分解部の一端側に処理ガス出口を設け、半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物を含む排ガス及びＰＦＣｓを含む排ガスを同時又は交互に前記予備分解部に導入して、前記予備分解部及び本分解部で分解処理された処理ガスを前記処理ガス出口から放出するようにしたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
前記二重筒状の分解部は前記排ガス導入口及び処理ガス出口が共に上方又は下方に位置し、前記混合反転部が他方に位置するように縦長に立設されていることを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理装置。
【請求項３】
前記シラン系化合物はモノシランであり、前記ＰＦＣｓはＮＦ3であり、前記予備分解部の出口における前記予備分解ガスの所定温度範囲を６００℃〜７００℃としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス処理装置。
【請求項４】
前記添加ガスは前記所定温度範囲に加熱されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の排ガス処理装置。
【請求項５】
前記内筒側内壁に付着する堆積物を掻き落とすことができるスクレイパーを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の排ガス処理装置。
【請求項６】
半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物及びＰＦＣｓ（パーフルオロコンパウンズ）を分解処理する排ガス処理方法であって、
筒状の電気ヒータにより予備分解部となる外筒側と本分解部となる内筒側とに区画した二重筒状の分解部を形成し、
シラン系化合物を含む排ガスと、ＰＦＣｓを含む排ガスとを、同時又は交互に前記予備分解部の一端側に導入し、
前記予備分解部及び前記本分解部の他端側において、予備分解部からの予備分解された予備分解ガスを反転させて本分解部に導入するとともに、添加ガスを導入して予備分解ガスに混合する混合反転部を形成し、
前記添加ガスは酸素源及び水素源からなる混合ガスであり、前記添加ガスの導入を前記混合反転部のみとし、
前記予備分解部の出口における前記予備分解ガスが所定温度範囲となるように前記電気ヒータの加熱量を制御し、
半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物を含む排ガス及びＰＦＣｓを含む排ガスを同時又は交互に前記予備分解部に導入して、前記予備分解部及び本分解部で分解処理された処理ガスを、前記本分解部の一端側から放出するようにしたことを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項７】
前記二重筒状の分解部は、前記排ガスを導入する位置及び前記処理ガスを排出する位置が共に上方又は下方に位置し、前記予備分解ガスを反転させるとともに添加ガスを導入する位置が他方に位置するように縦長に立設し、
半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物を含む排ガス及びＰＦＣｓを含む排ガスは、前記予備分解部を上方又は下方から他方に流通し、反転して添加ガスが混合され、前記本分解部を他方から上方又は下方に流通して、前記処理ガスを本分解部の上方又は下方から放出するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の排ガス処理方法。
【請求項８】
前記シラン系化合物はモノシランであり、前記ＰＦＣｓはＮＦ3であり、前記予備分解部の出口における前記予備分解ガスの所定温度範囲を６００℃〜７００℃としたことを特徴とする請求項６又は７に記載の排ガス処理方法。
【請求項９】
前記添加ガスは前記所定温度範囲に加熱されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の排ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物及びＰＦＣｓ（パーフルオロコンパウンズ）を分解処理する排ガス処理装置及び排ガス処理方法に係り、特に、筒状の電気ヒータにより予備分解部となる外筒側と本分解部となる内筒側とに区画した二重筒状の分解部を形成し、半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物を含む排ガス及びＰＦＣｓを含む排ガスを同時又は交互に前記予備分解部の一端側に導入して、前記予備分解部及び本分解部で分解処理された処理ガスを、前記本分解部の一端側から放出するようにして、コンパクトな処理装置でありながらシリカの除去が簡単な排ガス処理装置及び排ガス処理方法に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物及びＰＦＣｓを含む排ガスは、有害可燃性ガス及び地球温暖化ガスを含むものであり、燃焼による酸化無害化処理を行ういろいろな装置及び方法が提案されている。
従来の排ガス処理装置及び排ガス処理方法の一例を、図４により説明する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４に示す排ガス処理装置は、第１の燃焼処理部５１、第２の燃焼処理部５２及び水処理部５３を有し、半導体製造装置から排出されたシラン系化合物及びＰＦＣｓガスが含まれる排ガスは、まず配管５４を介して第１の燃焼処理部５１に導入され、第１の燃焼処理部５１には排ガスのほかに、燃料ガス（例えばプロパンガス）及び支燃ガス（例えばドライエアー）が導入され、第１の燃焼処理部５１において６５０℃以上７５０℃以下の温度で燃焼処理される。
これにより、排ガスに含まれるシラン系化合物は、燃焼によって粉末状の酸化シリコンになり、一部の除害成分が燃焼処理される。
【０００４】
第１の燃焼処理部５１の下部は、配管５５を介して粉体回収部５６に繋がれており、粉体回収部５６には、第１の燃焼処理部５１で生成した粉末状の酸化シリコンからなる粉体が、配管５５を介して落下し、第１の燃焼処理部５１及び配管５５の内壁に付着した場合でも、エアー吹き付け又はスクレイパーにより容易に粉体回収部５６に落下させることができるようにしている。
なお、配管５５には開閉バルブ５７が取付けられ、通常時は開いているが、粉体回収部５６から粉体を搬出する場合には閉じられる。
【０００５】
第１の燃焼処理部５１で燃焼処理された排ガスは、配管５８を介して第２の燃焼処理部５２に導入され、第２の燃焼処理部５２には排ガスのほかに、燃料ガス（例えばプロパンガス）及び支燃ガス（例えばドライエアー）が導入され、第２の燃焼処理部５２において、６５０℃以上７５０℃以下より高い１１００℃以上１５００℃以下の温度で燃焼処理される。
これにより、排ガスに含まれる他の除害成分であるＰＦＣｓガスが燃焼処理され、フッ化水素、ＣＯＦ2等になる。
【０００６】
なお、図４において、５９は配管５８に設けられた粉体分離機構で、第１の燃焼処理部５１から排出された排ガスに含まれる粉体を第２の燃焼処理部５２に導入される前に除去し、配管６０を介して配管５５に落下する。
また、水処理部５３では、排ガスに含まれる水溶成分は水に溶け、回収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１２８４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された従来の技術は、第１の燃焼処理部５１及び第２の燃焼処理部５２でそれぞれプロパンガスなどの燃料により燃焼処理するのであり、多量の燃料を必要とし、省エネルギーに反するという課題がある。
また、上記従来の技術は、第１の燃焼処理部５１と第２の燃焼処理部５２とを配管５８で連結しており、処理装置が大型となり、半導体、液晶などを製造する工場での設置スペースが大きいという課題がある。
【０００９】
本発明は、このような従来の技術が有していた課題を解決しようとするものであり、筒状の電気ヒータにより予備分解部となる外筒側と本分解部となる内筒側とに区画した二重筒状の分解部を形成し、半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物を含む排ガス及びＰＦＣｓを含む排ガスを同時又は交互に前記予備分解部の一端側に導入して、前記予備分解部及び本分解部で分解処理された処理ガスを、前記本分解部の一端側から放出するようにして、コンパクトな処理装置であり、かつ省エネルギーでの処理でありながらシリカの除去が簡単な排ガス処理装置及び排ガス処理方法とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る本発明の排ガス処理装置は、半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物及びＰＦＣｓ（パーフルオロコンパウンズ）を分解処理する排ガス処理装置であって、
筒状の電気ヒータにより外筒側と内筒側とに区画した二重筒状の分解部を形成して、前記外筒側を予備分解部、前記内筒側を本分解部とし、
前記予備分解部の一端側に少なくとも２つの排ガス導入口を設けて、半導体、液晶などの製造工程から排出される排ガスを導入する第一導入管及び第二導入管を接続し、
前記予備分解部及び前記本分解部の他端側に、予備分解部からの予備分解された予備分解ガスを反転させて本分解部に導入するとともに、添加ガスを導入して予備分解ガスに混合する混合反転部を形成し、
前記添加ガスは酸素源及び水素源からなる混合ガスであり、前記添加ガスの導入を前記混合反転部のみとし、
前記予備分解部の出口における前記予備分解ガスの温度が所定温度範囲となるように前記電気ヒータの加熱量を制御する制御手段を設け、
前記本分解部の一端側に処理ガス出口を設け、半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物を含む排ガス及びＰＦＣｓを含む排ガスを同時又は交互に前記予備分解部に導入して、前記予備分解部及び本分解部で分解処理された処理ガスを前記処理ガス出口から放出するようにしたものである。
【００１１】
請求項２に係る本発明の排ガス処理装置は、請求項１に係る本発明の構成に加え、前記二重筒状の分解部は前記排ガス導入口及び処理ガス出口が共に上方又は下方に位置し、前記混合反転部が他方に位置するように縦長に立設されているものである。
【００１２】
請求項３に係る本発明の排ガス処理装置は、請求項１又は２係る本発明の構成に加え、前記シラン系化合物はモノシランであり、前記ＰＦＣｓはＮＦ3であり、前記予備分解部の出口における前記予備分解ガスの所定温度範囲を６００℃〜７００℃としたものである。
【００１３】
請求項４に係る本発明の排ガス処理装置は、請求項１〜３のいずれかに係る本発明の構成に加え、前記添加ガスは前記所定温度範囲に加熱されているものである。
【００１４】
請求項５に係る本発明の排ガス処理装置は、請求項１〜４のいずれかに係る本発明の構成に加え、前記内筒側内壁に付着する堆積物を掻き落とすことができるスクレイパーを有するものである。
【００１５】
請求項６に係る本発明の排ガス処理方法は、半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物及びＰＦＣｓ（パーフルオロコンパウンズ）を分解処理する排ガス処理方法であって、
筒状の電気ヒータにより予備分解部となる外筒側と本分解部となる内筒側とに区画した二重筒状の分解部を形成し、
シラン系化合物を含む排ガスと、ＰＦＣｓを含む排ガスとを、同時又は交互に前記予備分解部の一端側に導入し、
前記予備分解部及び前記本分解部の他端側において、予備分解部からの予備分解された予備分解ガスを反転させて本分解部に導入するとともに、添加ガスを導入して予備分解ガスに混合する混合反転部を形成し、
前記添加ガスは酸素源及び水素源からなる混合ガスであり、前記添加ガスの導入を前記混合反転部のみとし、
前記予備分解部の出口における前記予備分解ガスが所定温度範囲となるように前記電気ヒータの加熱量を制御し、
半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物を含む排ガス及びＰＦＣｓを含む排ガスを同時又は交互に前記予備分解部に導入して、前記予備分解部及び本分解部で分解処理された処理ガスを、前記本分解部の一端側から放出するようにしたものである。
【００１６】
請求項７に係る本発明の排ガス処理方法は、請求項６に係る本発明の構成に加え、前記二重筒状の分解部は、前記排ガスを導入する位置及び前記処理ガスを排出する位置が共に上方又は下方に位置し、前記予備分解ガスを反転させるとともに添加ガスを導入する位置が他方に位置するように縦長に立設し、
半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物を含む排ガス及びＰＦＣｓを含む排ガスは、前記予備分解部を上方又は下方から他方に流通し、反転して添加ガスが混合され、前記本分解部を他方から上方又は下方に流通して、前記処理ガスを本分解部の上方又は下方から放出するようにしたものである。
【００１７】
請求項８に係る本発明の排ガス処理方法は、請求項６又は７に係る本発明の構成に加え、前記シラン系化合物はモノシランであり、前記ＰＦＣｓはＮＦ3であり、前記予備分解部の出口における前記予備分解ガスの所定温度範囲を６００℃〜７００℃としたものである。
【００１８】
請求項９に係る本発明の排ガス処理方法は、請求項６〜８のいずれかに係る本発明の構成に加え、前記添加ガスは前記所定温度範囲に加熱されているものである。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る本発明の排ガス処理装置は、筒状の電気ヒータにより予備分解部となる外筒側と本分解部となる内筒側とに区画した二重筒状の分解部を形成し、前記予備分解部の一端側に少なくとも２つの排ガス導入口を設けて、半導体、液晶などの製造工程から排出される排ガスを導入する第一導入管及び第二導入管を接続し、予備分解部からの予備分解された予備分解ガスを反転させて本分解部に導入するとともに、添加ガスを導入して予備分解ガスに混合し、前記予備分解部の出口における前記予備分解ガスの温度が所定温度範囲となるように前記電気ヒータの加熱量を制御する制御手段を設け、半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物を含む排ガス及びＰＦＣｓを含む排ガスを同時又は交互に前記予備分解部に導入して、前記予備分解部及び本分解部で分解処理された処理ガスを処理ガス出口から放出するようにしたから、コンパクトな処理装置とすることができながら、筒状の電気ヒータの外筒側を予備分解部、内筒側を本分解部として、予備分解ガスの温度が所定温度範囲となるように電気ヒータの加熱量を制御し、かつ、両分解部における分解反応は放熱反応であるから、処理装置の運転開始時を除き、電気ヒータの加熱量が小さくてよく、省エネルギーの定常運転ができるのである。
また、酸素源及び水素源からなる混合ガスである前記添加ガスを前記予備分解部出口となる前記混合反転部のみから導入するようにしたから、シラン系化合物の酸化反応によるＳｉＯ2の生成・付着箇所は本分解部に特定され、予備分解部にはＳｉＯ2が発生しないため、予備分解部の内筒と外筒の間の距離を小さくすることが可能となり、排ガスの効率的な加熱と、二重筒構造による装置の小型化を実現することができるのである。
さらに、予備分解部でシラン系化合物の一部の熱分解により析出したａ‐Ｓｉやｐｏｌｙ‐ＳｉがＰＦＣｓとの反応により除去され、予備分解部での排ガス流路の閉塞を一層抑制できるとともに、ＰＦＣｓの分解を促進することができるのである。
【００２０】
請求項２に係る本発明の排ガス処理装置は、請求項１に係る本発明の効果に加え、前記二重筒状の分解部は前記排ガス導入口及び処理ガス出口が共に上方又は下方に位置するとともに、前記混合反転部が他方に位置するように縦長に立設されているから、半導体、液晶などを製造する工場での設置スペースを一層小さくできるのである。
【００２１】
請求項３に係る本発明の排ガス処理装置は、請求項１又は２係る本発明の効果に加え、前記シラン系化合物はモノシランであり、前記ＰＦＣｓはＮＦ3であり、前記予備分解部の出口における前記予備分解ガスの所定温度範囲を６００℃〜７００℃としたから、予備分解部においてモノシランの一部の熱分解により析出したａ‐Ｓｉやｐｏｌｙ‐ＳｉがＮＦ3との反応によりＳｉＦ4ガスとＮ2ガスとに分解除去され、予備分解部での排ガス流路の閉塞を抑制できるとともに、ＮＦ3の分解を促進することができるのである。
【００２２】
請求項４に係る本発明の排ガス処理装置は、請求項１〜３のいずれかに係る本発明の効果に加え、前記添加ガスは前記所定温度範囲に加熱されているから、本分解部での分解を一層促進することができるのである。
【００２３】
請求項５に係る本発明の排ガス処理装置は、請求項１〜４のいずれかに係る本発明の効果に加え、前記内筒側内壁に付着する堆積物を掻き落とすことができるスクレイパーを有するものであるから、本分解部に付着箇所を特定された堆積物（ＳｉＯ2）を容易に除去でき、堆積物による閉塞を一層防止することができるのである。
【００２４】
請求項６に係る本発明の排ガス処理方法は、筒状の電気ヒータにより予備分解部となる外筒側と本分解部となる内筒側とに区画した二重筒状の分解部を形成し、シラン系化合物を含む排ガスとＰＦＣｓを含む排ガスとを同時又は交互に前記予備分解部の一端側に導入し、予備分解部からの予備分解された予備分解ガスを反転させて本分解部に導入するとともに、添加ガスを導入して予備分解ガスに混合し、前記予備分解部の出口における前記予備分解ガスの温度が所定温度範囲となるように前記電気ヒータの加熱量を制御し、半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物を含む排ガス及びＰＦＣｓを含む排ガスを同時又は交互に前記予備分解部に導入して、前記予備分解部及び本分解部で分解処理された処理ガスを本分解部から放出するようにしたから、コンパク
トな処理装置を用いた処理方法とすることができながら、筒状の電気ヒータの外筒側を予備分解部、内筒側を本分解部として、予備分解ガスの温度が所定温度範囲となるように電気ヒータの加熱量を制御し、かつ、両分解部における分解反応は放熱反応であるから、処理方法の運転開始時を除き、電気ヒータの加熱量が小さくてよく、省エネルギーの定常運転ができるのである
。
また、酸素源及び水素源からなる混合ガスである前記添加ガスを前記予備分解部出口となる前記混合反転部のみから導入するようにしたから、シラン系化合物の酸化反応によるＳｉＯ2の生成・付着箇所は本分解部に特定され、予備分解部にはＳｉＯ2が発生しないため、予備分解部の内筒と外筒の間の距離を小さくすることが可能となり、排ガスの効率的な加熱と、二重筒構造による装置の小型化を実現することができるのである。
さらに、予備分解部でシラン系化合物の一部の熱分解により析出したａ‐Ｓｉやｐｏｌｙ‐ＳｉがＰＦＣｓとの反応により除去され、予備分解部での排ガス流路の閉塞を一層抑制できるとともに、ＰＦＣｓの分解を促進することができるのである。
【００２５】
請求項７に係る本発明の排ガス処理方法は、請求項６に係る本発明の効果に加え、前記二重筒状の分解部は、前記排ガスを導入する位置及び前記処理ガスを排出する位置が共に上方又は下方に位置し、前記予備分解ガスを反転させるとともに添加ガスを導入する位置が他方に位置するように縦長に立設し、半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物を含む排ガス及びＰＦＣｓを含む排ガスは、前記予備分解部を上方又は下方から他方に流通し、反転して添加ガスが混合され、前記本分解部を他方から上方又は下方に流通して、前記処理ガスを本分解部の上方又は下方から放出するようにしたから、半導体、液晶などを製造する工場での設置スペースを一層小さくできるのである。
【００２６】
請求項８に係る本発明の排ガス処理方法は、請求項６又は７に係る本発明の効果に加え、前記シラン系化合物はモノシランであり、前記ＰＦＣｓはＮＦ3であり、前記予備分解部の出口における前記予備分解ガスの所定温度範囲を６００℃〜７００℃としたから、予備分解部においてモノシランの一部の熱分解により析出したａ‐Ｓｉやｐｏｌｙ‐Ｓｉが、ＮＦ3との反応によりＳｉＦ4ガスとＮ2ガスとに分解除去され、予備分解部での排ガス流路の閉塞を抑制できるとともに、ＮＦ3の分解を促進することができるのである。
【００２７】
請求項９に係る本発明の排ガス処理方法は、請求項６〜８のいずれかに係る本発明の効果に加え、前記添加ガスは前記所定温度範囲に加熱されているから、本分解部での分解を一層促進することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係る排ガス処理装置及び排ガス処理方法の概略を示す        説明図
【図２】本発明の実施の形態に係る排ガス処理装置における温度分布を示す説明図
【図３】本発明の実施の形態に係る排ガス処理装置におけるスクレイパーの説明図
【図４】従来の排ガス処理装置及び排ガス処理方法の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を添付した図１〜図３を参照して詳細に説明する。
１は、半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物及びＰＦＣｓ（パーフルオロコンパウンズ）を分解処理する排ガス処理装置であり、分解部２を備えている。
【００３０】
分解部２は、高温耐食性の合金であるインコネル（ＩＮＣＯＮＥＬ  登録商標）を用いて、内筒の機能を有する筒状の電気ヒータ３により外筒２ａ側と内筒側とに区画した二重筒状に形成しており、前記外筒２ａ側を予備分解部２１とし、前記内筒側を本分解部２２としている。
前記予備分解部２１における一端側となる上端側の周壁に１８０度離して２つの排ガス導入口２１ａ、２１ｂを設けて、一方の第一排ガス導入口２１ａに第一ＣＶＤ装置１１ａから排出される排ガスを導入する第一導入管１２ａを接続し、他方の第二排ガス導入口２１ｂに第二ＣＶＤ装置１１ｂから排出される排ガスを導入する第二導入管１２ｂを接続している。
【００３１】
前記第一ＣＶＤ装置１１ａ及び第二ＣＶＤ装置１１ｂは、半導体、液晶などの製造を行なう装置であり、基板上にシリコン酸化膜やアモルファス薄膜などの製造を行なうために、成膜工程、エッチング工程及びクリーニング工程を有している。
前記第一ＣＶＤ装置１１ａ及び第二ＣＶＤ装置１１ｂには、モノシラン供給装置１３ａ、１３ｂ及びＮＦ3供給装置１４ａ、１４ｂを接続して、成膜工程でモノシラン（ＳｉＨ4）を供給し、エッチング工程及びクリーニング工程でＮＦ3を供給するようにしている。
【００３２】
前記第一ＣＶＤ装置１１ａ及び第二ＣＶＤ装置１１ｂの成膜工程におけるモノシランを含む排ガスを真空ポンプ１５ａ、１５ｂを介して、窒素供給装置１６ａ、１６ｂからの希釈用窒素により希釈して、前記第一導入管１２ａ及び前記第一排ガス導入口２１ａから、また前記第二導入管１２ｂ及び第二排ガス導入口２１ｂからそれぞれ前記予備分解部２１に導入するようにしている。
また、前記第一ＣＶＤ装置１１ａ及び第二ＣＶＤ装置１１ｂのエッチング工程又はクリーニング工程におけるＮＦ3を含む排ガスを真空ポンプ１５ａ、１５ｂを介して、窒素供給装置１６ａ、１６ｂからの希釈用窒素により希釈して、前記第一導入管１２ａ及び前記第一排ガス導入口２１ａから、また前記第二導入管１２ｂ及び第二排ガス導入口２１ｂからそれぞれ前記予備分解部２１に導入するようにしている。
【００３３】
前記予備分解部２１及び前記本分解部２２における他端側となる下端に添加ガス供給口４１を設けて、空気供給装置４１ａ及び水蒸気供給装置４１ｂから添加ガスとして空気及び水蒸気を供給する添加ガス供給管４１ｃを接続している。
また、前記予備分解部２１及び前記本分解部２２における他端側となる下端側に、予備分解部２１からの予備分解された予備分解ガスを反転させて本分解部２２に導入するとともに、前記添加ガス供給管４１ｃからの空気及び水蒸気を導入して予備分解ガスに混合する混合反転部４を形成し、前記添加ガスの導入を前記混合反転部４のみとしている。
【００３４】
前記電気ヒータ３は、前記予備分解部２１の出口における前記予備分解ガスの温度が６５０℃となるように加熱量を制御する制御手段を設けている（図示せず）。
また、前記本分解部２２における一端側となる上端側に、処理ガス出口２２ａを設けて、排気ファン１７を介設した処理ガス排出管１８を接続している。
【００３５】
以下、上記排ガス処理装置１を使用して半導体、液晶などの製造工程から排出されるシラン系化合物及びＰＦＣｓを分解処理する排ガス処理方法について説明する。
前記第一ＣＶＤ装置１１ａにモノシラン供給装置１３ａからモノシランを供給して成膜工程を行っているとき、第一排ガス導入口２１ａにはモノシラン及び希釈用窒素を含む排ガスが導入され、前記第二ＣＶＤ装置１１ｂにＮＦ3供給装置１４ｂからＮＦ3を供給してクリーニング工程又はエッチング工程を行なっているとき、第二排ガス導入口２１ｂにはＮＦ3及び希釈用窒素を含む排ガスが導入される。
【００３６】
前記電気ヒータ３の加熱量は予備分解部２１の出口における予備分解ガスが６５０℃となるように制御しており、予備分解部２１では、下記に示すように、モノシランの一部の熱分解により析出したａ‐Ｓｉやｐｏｌｙ‐ＳｉがＮＦ3との反応により除去される。
ＳｉＨ4→ａ‐Ｓｉ，ｐｏｌｙ‐Ｓｉ＋２Ｈ2
ａ‐Ｓｉ，ｐｏｌｙ‐Ｓｉ＋４ＮＦ3→３ＳｉＦ4
【００３７】
また、予備分解部２１で予備分解された予備分解ガスは混合反転部４で反転させて本分解部２２に導入されるとともに、空気及び水蒸気からなる添加ガスが混合反転部４のみで導入されて混合され、本分解部２２では、下記に示すように、分解処理される。
ＳｉＨ4＋２Ｏ2→ＳｉＯ2＋２Ｈ2Ｏ
２ＮＦ3＋３Ｈ2Ｏ→６ＨＦ＋ＮＯX
４ＨＦ＋ＳｉＯ2→ＳｉＦ4＋２Ｈ2Ｏ
【００３８】
そして、本分解部２２で分解処理された処理ガスは前記処理ガス出口２２ａから排気ファン１７により本分解部２２から外部に放出され、処理ガス中からＨＦ、ＳｉＦ4及び浮遊するＳｉＯ2は回収され、ＮＯXは希釈されて大気に放出される。
また、本分解部２２の内壁（電気ヒータ３の内筒側内壁）に付着したＳｉＯ2は定期的に手動又は自動により掻き落とされ、本分解部２２の底部から排出される。
【００３９】
下記実施例により、排ガス処理装置１による排ガス中のモノシラン及びＮＦ3の分解能
力、粉体（ＳｉＯ2）の分解部２における堆積、電気ヒータ３の効率を確認した。
（実施例）
排ガス処理装置１は、外筒２ａの内径を２２０ｍｍ、外筒２ａの高さを７５０ｍｍ、電気ヒータ３の外径を２００ｍｍ、電気ヒータ３の内径を１５０ｍｍとし、ＳｉＨ4の濃度をＮ2で希釈して１％として５０Ｌ／ｍｉｎに調整した排ガスを第一排ガス導入口２１ａから導入し、同時に、ＮＦ3の濃度をＮ2で希釈して３％として５０Ｌ／ｍｉｎに調整した排ガスを第二排ガス導入口２１ｂから導入し、かつ、空気流量を６０Ｌ／ｍｉｎ及び水蒸気流量を９Ｌ／ｍｉｎとした添加ガスを添加ガス供給口４１から、混合反転部４に供給し、電気ヒータ３の加熱量を予備分解部２１の出口における予備分解ガスの温度が６５０℃となるように制御手段により制御した。
各ガスの温度を熱電対により測定し、ガス濃度をＦＴ‐ＩＲ（フーリエ変換赤外分光光度計）により分析し分解能力を算出した。
【００４０】
その結果、処理ガス出口２２ａにおけるＳｉＨ4濃度は０．２ｐｐｍ以下で分解能力が９９．９９８％以上、ＮＦ3濃度は０．２ｐｐｍ以下で分解能力が９９．９９９％以上であることを確認した。
また、排ガス処理装置１を１時間運転した後の開放点検において、予備分解部２１及び本分解部２２の筒内部に粉体の堆積は殆どなかった。
【００４１】
さらに、電気ヒータ３の投入電力量と各ガスの温度などから電気ヒータ効率を算出した結果、電気ヒータ効率は９０％以上であり、排ガス処理装置１の外筒２ａなどからの外部への放熱は少なかった。
また、上記実施例による排ガス処理装置１の概略の温度分布を図２に示す。
【００４２】
図２において、第一排ガス導入口２１ａ及び第二排ガス導入口２１ｂに導入された排ガスはＴ6では３００℃以下であり、予備分解部２１を下降するにしたがって、電気ヒータ３及び本分解部２２のガスにより加熱されて、Ｔ5（３００℃〜４００℃）、Ｔ4（４００℃〜５００℃）、Ｔ3（５００℃〜６００℃）、Ｔ2（６００℃〜６５０℃）となり、予備分解部２１の出口における予備分解ガスは略６５０℃となる。
そして、本分解部２２を上昇するガスは、添加ガスとの反応により熱を放出して電気ヒータ３と共に予備分解部２１を下降する予備分解ガスを加熱する。
【００４３】
本分解部２２を上昇するガスの温度は、Ｔ1（６５０℃〜７００℃）、Ｔ2（６００℃〜６５０℃）、Ｔ3（５００℃〜６００℃）、Ｔ4（４００℃〜５００℃）と温度降下して、処理ガス出口２２ａから排出される。
一方、電気ヒータ３は下方からＴ1（６５０℃〜７００℃）、Ｔ2（６００℃〜６５０℃）、Ｔ3（５００℃〜６００℃）となる。
【００４４】
なお、Ｔ5（３００℃〜４００℃）で示す位置には電気ヒータ３の発熱部がないために温度が低くなっている。
このような温度分布から明らかなように、排ガス処理装置１は予備分解部２１及び本分解部２２における分解時の発熱反応を活用して、電気ヒータ３の消費電力を小さくしており、運転開始時に温度を高くするために電力が必要であるが、定常運転時の維持電力を小さくすることができるのである。
【００４５】
次に、本分解部２２の内周壁（電気ヒータ３の内周壁）に付着したＳｉＯ2を自動で定期的に掻き落す場合には、図３に概略を示すスクレイパー１９を設けることができる。
図３は、排ガス処理装置１の水平断面を示す説明図であり、１２０度の角度で上下方向に配置された３つの掻き落し部１９ａと、３本のアーム１９ｂと、駆動軸１９ｃとを備えており、駆動軸１９ｃを電動機（図示せず）により、掻き落し部１９ａが１８０度回動して電気ヒータ３の内面に付着したＳｉＯ2を掻き落とすようにしている。
【００４６】
以上の実施の形態では、モノシランを含む排ガス及びＮＦ3を含む排ガスの処理の場合であったが、成膜工程で供給するガスをモノシランに替えて、Ｓｉ2Ｈ6、ＳｉＨ3Ｃｌ、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨＣｌ3、ＴＥＯＳ、ＴＭＯＳとすることもでき、エッチング工程及びクリーニング工程で供給するガスをＮＦ3に替えて、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ8、ＣＦ4又はＳＦ6とすることもできる。
以下、モノシランとＰＦＣｓの各ガスを含む排ガス処理について、予備分解部２１及び本分解部２２における分解反応及び電気ヒータ３の温度制御について説明する。
【００４７】
モノシランを含む排ガス及びＣ2Ｆ6を含む排ガスを同時に予備分解部２１に導入したとき、電気ヒータ３は予備分解部２１の出口における予備分解ガスが１０００℃となるように加熱量を制御することにより、予備分解部２１では、下記に示すように、モノシランの一部の熱分解により析出したａ‐Ｓｉやｐｏｌｙ‐ＳｉがＣ2Ｆ6との反応により除去されるのである。
ＳｉＨ4→ａ‐Ｓｉ，ｐｏｌｙ‐Ｓｉ＋２Ｈ2
ａ‐Ｓｉ，ｐｏｌｙ‐Ｓｉ＋２Ｃ2Ｆ6→３ＳｉＦ4＋Ｃ
【００４８】
本分解部２２では、下記の分解処理がなされる。
ＳｉＨ4＋２Ｏ2→ＳｉＯ2＋２Ｈ2Ｏ
Ｃ2Ｆ6＋２Ｈ2Ｏ→６ＨＦ＋２ＣＯ2
４ＨＦ＋ＳｉＯ2→ＳｉＦ4＋２Ｈ2Ｏ
【００４９】
モノシランを含む排ガス及びＣ3Ｆ8を含む排ガスを同時に予備分解部２１に導入したとき、電気ヒータ３は予備分解部２１の出口における予備分解ガスが１０００℃となるように加熱量を制御することにより、予備分解部２１では、下記に示すように、モノシランの一部の熱分解により析出したａ‐Ｓｉやｐｏｌｙ‐ＳｉがＣ3Ｆ8との反応により除去されるのである。
ＳｉＨ4→ａ‐Ｓｉ，ｐｏｌｙ‐Ｓｉ＋２Ｈ2
ａ‐Ｓｉ，ｐｏｌｙ‐Ｓｉ＋Ｃ3Ｆ8→２ＳｉＦ4＋Ｃ
【００５０】
本分解部２２では、下記の分解処理がなされる。
ＳｉＨ4＋２Ｏ2→ＳｉＯ2＋２Ｈ2Ｏ
Ｃ3Ｆ8＋２Ｈ2Ｏ→８ＨＦ＋３ＣＯ2
４ＨＦ＋ＳｉＯ2→ＳｉＦ4＋２Ｈ2Ｏ
【００５１】
モノシランを含む排ガス及びＣ4Ｆ8を含む排ガスを同時に予備分解部２１に導入したとき、電気ヒータ３は予備分解部２１の出口における予備分解ガスが１０００℃となるように加熱量を制御することにより、予備分解部２１では、下記に示すように、モノシランの一部の熱分解により析出したａ‐Ｓｉやｐｏｌｙ‐ＳｉがＣ3Ｆ8との反応により除去されるのである。
ＳｉＨ4→ａ‐Ｓｉ，ｐｏｌｙ‐Ｓｉ＋２Ｈ2
ａ‐Ｓｉ，ｐｏｌｙ‐Ｓｉ＋Ｃ4Ｆ8→２ＳｉＦ4＋Ｃ
【００５２】
本分解部２２では、下記の分解処理がなされる。
ＳｉＨ4＋２Ｏ2→ＳｉＯ2＋２Ｈ2Ｏ
Ｃ4Ｆ8＋２Ｈ2Ｏ→８ＨＦ＋３ＣＯ2＋Ｃ
４ＨＦ＋ＳｉＯ2→ＳｉＦ4＋２Ｈ2Ｏ
【００５３】
モノシランを含む排ガス及びＣＦ4を含む排ガスを同時に予備分解部２１に導入したとき、電気ヒータ３は予備分解部２１の出口における予備分解ガスが１２００℃となるように加熱量を制御することにより、予備分解部２１では、下記に示すように、モノシランの一部の熱分解により析出したａ‐Ｓｉやｐｏｌｙ‐ＳｉがＣＦ4との反応により除去されるのである。
ＳｉＨ4→ａ‐Ｓｉ，ｐｏｌｙ‐Ｓｉ＋２Ｈ2
ａ‐Ｓｉ，ｐｏｌｙ‐Ｓｉ＋ＣＦ4→ＳｉＦ4＋Ｃ
【００５４】
本分解部２２では、下記の分解処理がなされる。
ＳｉＨ4＋２Ｏ2→ＳｉＯ2＋２Ｈ2Ｏ
ＣＦ4＋２Ｈ2Ｏ→４ＨＦ＋ＣＯ2
４ＨＦ＋ＳｉＯ2→ＳｉＦ4＋２Ｈ2Ｏ
【００５５】
モノシランを含む排ガス及びＳＦ6を含む排ガスを同時に予備分解部２１に導入したとき、電気ヒータ３は予備分解部２１の出口における予備分解ガスが１２００℃となるように加熱量を制御することにより、予備分解部２１では、下記に示すように、モノシランの一部の熱分解により析出したａ‐Ｓｉやｐｏｌｙ‐ＳｉがＳＦ6との反応により除去されるのである。
ＳｉＨ4→ａ‐Ｓｉ，ｐｏｌｙ‐Ｓｉ＋２Ｈ2
ａ‐Ｓｉ，ｐｏｌｙ‐Ｓｉ＋２ＳＦ6→３ＳｉＦ4＋Ｓ
【００５６】
本分解部２２では、下記の分解処理がなされる。
ＳｉＨ4＋２Ｏ2→ＳｉＯ2＋２Ｈ2Ｏ
ＳＦ6＋３Ｈ2Ｏ→６ＨＦ＋ＳＯX
４ＨＦ＋ＳｉＯ2→ＳｉＦ4＋２Ｈ2Ｏ
【００５７】
以上の実施の形態では、モノシランとＰＦＣｓを含む排ガス処理の場合を説明したが、モノシラン以外のシラン系化合物についても同様の分解反応となるのである。
また、以上の実施の形態では、前記二重筒状の分解部２は前記排ガス導入口２１ａ、２１ｂ及び処理ガス出口２２ａがそれぞれ上方に位置するとともに、前記混合反転部４が下方に位置するように縦長に立設したが、排ガス導入口及び処理ガス出口を下方に位置するようにしてもよく、分解部を水平方向又は斜め方向に配置して排ガス導入口及び処理ガス出口を一側方に位置するようにしてもよい。
【００５８】
以上の実施の形態では、シラン系化合物がモノシランでありＰＦＣｓがＮＦ3の場合に、前記電気ヒータ３は、前記予備分解部２１の出口における前記予備分解ガスの温度が６５０℃となるように加熱量を制御するようにしたが、６００℃〜７００℃の温度範囲に制御するようにしてもよい。
前記予備分解部２１の出口における前記予備分解ガスの温度が６００℃〜７００℃の温度範囲になるように加熱量を制御することにより、前記予備分解部２１における予備分解ガスの温度を、図２におけるＴ3（５００℃〜６００℃）の温度範囲にすることができ、モノシランを５００℃〜６００℃とすることで、ａ‐Ｓｉ，ｐｏｌｙ‐Ｓｉの析出を促進させて、ａ‐Ｓｉ，ｐｏｌｙ‐ＳｉとＮＦ3との反応を促進させることができるのである。
【００５９】
また、予備分解部２１における５００℃〜６００℃となる温度域を広くする他の例として、電気ヒータ３を分割して、それぞれの電気ヒータの発熱量を制御することもでき、予備分解部２１に導入する排ガスを予熱することもでき、これらの組み合わせでもよい。
なお、電気ヒータ３の加熱量の制御は、温度検出部を予備分解部２１の中間又は出口における予備分解ガスの温度を検出して行うのであり、出口における予備分解ガスの温度が所定温度範囲となるように制御するのである。
【００６０】
以上の実施の形態では、電気ヒータ３の加熱方式は、多数のシーズヒータを立設した抵
抗加熱方式としたが、電磁誘導加熱方式としてもよい。
また、以上の実施の形態では、前記混合反転部４において予備分解ガスに混合する添加
ガスに関し、酸素源及び水素源として空気及び水蒸気を用いたが、酸素源として酸素ガス
を用いてもよいし、水素源として水素ガスを用いてもよい。
【００６１】
さらに、以上の実施の形態では添加ガスは加熱していないが、添加ガスを予備分解ガスと略同じ温度に加熱して予備分解ガスに混合するようにすれば、本分解部２２における分解を一層促進することができる。
以上の実施の形態では、ＣＶＤ装置２基からの排ガスをそれぞれ第一導入管１２ａ及び第二導入管１２ｂを介して第一排ガス導入口２１ａ及び第二排ガス導入口２１ｂに導入するようにしたが、３基以上のＣＶＤ装置からの排ガスを予備分解部に導入するようにしてもよい。
【００６２】
この場合、予備分解部における排ガス導入口の位置は、３か所の場合１２０度の角度毎に設け、４か所の場合９０度の角度毎に設けるのであり、排ガス導入口が多いほど、シラン系化合物を含む排ガスとＰＦＣｓを含む排ガスとが同時あるいは交互に予備分解部に導入される割合が増大し、予備分解部における予備分解が促進される。
以上の実施の形態では、予備分解部における予備分解をシラン系化合物を含む排ガス及びＰＦＣｓを含む排ガスが同時に予備分解部に導入される運転態様で説明したが、１０ｓｅｃ〜２０ｓｅｃ程度でシラン系化合物を含む排ガスとＰＦＣｓを含む排ガスとが交互に導入される運転態様であれば、以上の実施の形態で説明した予備分解部における予備分解が生ずるから、両排ガスが交互に予備分解部に導入される運転態様でもよいのである。
【００６３】
シラン系化合物を含む排ガスとＰＦＣｓを含む排ガスとを同時又は交互に予備分解部に導入して、上述の予備分解が生ずる運転態様は、ＣＶＤ装置の基数が多くなるほど増大する。
なお、以上の実施の形態では、モノシランとＮＦ3とを同時に予備分解部に導入する運転態様としたが、予備分解部が環状の狭い流路であり、排ガス速度が大きく、装置に破損が生ずるような爆発的な現象は生じないのである。
【符号の説明】
【００６４】
１      排ガス処理装置
２      分解部
２ａ    外筒
３      電気ヒータ
４      混合反転部
１２ａ  第一導入管
１２ｂ  第二導入管
２１ａ  第一排ガス導入口
２１ｂ  第二排ガス導入口
２２    本分解部
２２ａ  処理ガス出口
【図１】
0005699022.tif 000002
【図２】
0005699022.tif 000003
【図３】
0005699022.tif 000004
【図４】
0005699022.tif 000005