(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁波でエネルギーを供給してプラズマを発生させ、プラズマに気体または液体状態の水素または炭化水素燃料を供給して高温のプラズマ火炎を発生させ、これを用いてフッ化ガスを除去するフッ化ガス除去装置および除去方法を提供する。【解決手段】電磁波を発振するマグネトロン１０と、マグネトロン１０に反射される反射波を吸収する循環器３０と、電磁波の強さを入射波と反射波でモニタリングする方向性結合器４０と、インピーダンスを整合させるスタブチューナー５０と、スタブチューナーから伝送される電磁波が入力される導波管６０と、導波管を通して入力される電磁波及び外部から注入される渦流ガスによってプラズマを生成する放電管７０と、放電管に渦流ガスを供給する渦流ガス供給部８０と、放電管内にプラズマ発生のための初期電子を供給する点火部９０と、放電管内のプラズマに燃料及び廃ガスを供給する燃料・廃ガス供給部１００とを含む。【選択図】図１
2008259953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源供給部から電力供給を受けて電磁波を発振するマグネトロンと、
前記マグネトロンから発振された電磁波を伝送し、マグネトロンに反射される反射波を吸収する循環器と、
前記循環器を通して伝送された電磁波の強さを入射波と反射波でモニタリングする方向性結合器と、
前記方向性結合器から入力される電磁波に対して入射波と反射波の強さを調節し、インピーダンスを整合させるスタブチューナーと、
前記スタブチューナーから伝送される電磁波が入力される導波管と、
前記導波管を貫通して結合され、前記導波管を通して入力される電磁波及び外部から注入される渦流ガスによってプラズマを生成する放電管と、
前記放電管の一端に連結され、前記放電管に渦流ガスを供給する渦流ガス供給部と、
前記放電管内に配置され、前記放電管内にプラズマ発生のための初期電子を供給する点火部と、
前記放電管の他端に連結され、前記放電管内に形成されたプラズマに燃料及び廃ガスを供給する燃料・廃ガス供給部とを含むフッ化ガス除去装置。
【請求項２】
前記放電管は、導波管の終端から電磁波波長の１／８〜１／２になる距離だけ離隔した位置で、導波管を垂直に貫通することを特徴とする請求項１に記載のフッ化ガス除去装置。
【請求項３】
前記ガス供給部は、
前記放電管の一端に連結され、前記放電管の内部空間に連続する空間を提供する第１ブロックと、
前記第１ブロックを貫通して形成され、第１ブロックの内部空間に渦流ガスが注入される流路を提供する少なくとも一つの注入口とを含むことを特徴とする請求項１に記載のフッ化ガス除去装置。
【請求項４】
前記渦流ガスは、空気、酸素、窒素、アルゴンガスから選択される何れか一つまたは二つ以上のガスであることを特徴とする請求項１に記載のフッ化ガス除去装置。
【請求項５】
前記燃料・廃ガス供給部は、
前記放電管の他端に連結され、前記放電管の内部空間に連続する空間を提供する第２ブロックと、
前記第２ブロックを貫通して形成され、前記第２ブロックの内部に燃料及び廃ガスが供給される流路を提供する少なくとも一つのガス注入口と、
前記ガス注入口に連結されて燃料及び廃ガスを混合するガス混合装置とを含む請求項１に記載のフッ化ガス除去装置。
【請求項６】
前記ガス混合装置は、
所定の長さを有するチューブと、
前記チューブ内に配置され、前記燃料及び廃ガスを混合する混合部材と、を含むことを特徴とする請求項５に記載のフッ化ガス除去装置。
【請求項７】
前記混合部材は、網または玉であることを特徴とする請求項６に記載のフッ化ガス除去装置。
【請求項８】
前記混合部材は、鉄またはタングステンからなることを特徴とする請求項７に記載のフッ化ガス除去装置。
【請求項９】
前記第２ブロックは、金属からなることを特徴とする請求項５に記載のフッ化ガス除去装置。
【請求項１０】
前記第２ブロックは、金属または金属合金からなるコーティング層をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のフッ化ガス除去装置。
【請求項１１】
前記燃料・廃ガス供給部は、液体または気体状態の水素または炭化水素燃料を供給することを特徴とする請求項５に記載のフッ化ガス除去装置。
【請求項１２】
前記ガス注入口は、第２ブロックの外側から内側に行くほど前記放電管方向に傾斜して設置されることを特徴とする請求項５に記載のフッ化ガス除去装置。
【請求項１３】
前記ガス注入口は、前記第２ブロックの円周方向に対して互いに等角度間隔を有して多数個設置されることを特徴とする請求項５に記載のフッ化ガス除去装置。
【請求項１４】
前記ガス注入口は、前記第２ブロックの長さ方向に対して互いに異なる位置に多数個設置されることを特徴とする請求項５に記載のフッ化ガス除去装置。
【請求項１５】
前記燃料・廃ガス供給部に連結され、半導体製造工程中に発生した廃ガスを前記燃料・廃ガス供給部に供給する真空ポンプをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のフッ化ガス除去装置。
【請求項１６】
前記真空ポンプは、分当り５〜６０リットルの窒素ガスを排出することを特徴とする請求項１５に記載のフッ化ガス除去装置。
【請求項１７】
前記プラズマの温度は４５００〜５５００℃であることを特徴とする請求項１に記載の高温プラズマ火炎を用いたフッ化ガス除去装置。
【請求項１８】
前記マグネトロンは、１０MHZ〜１０GHZの電磁波を発生させることを特徴とする請求項１に記載のフッ化ガス除去装置。
【請求項１９】
前記マグネトロンは、２．４５GHZの電磁波を発生させることを特徴とする請求項１８に記載のフッ化ガス除去装置。
【請求項２０】
フッ化ガスが含まれた廃棄ガスを処理する方法において、
廃棄ガスを放電管に流入させ、マグネトロンから出た電磁波に露出させる段階と、
前記電磁波を用いて放電管にプラズマトーチを形成し、前記廃棄ガスを前記プラズマトーチに露出して酸化させて副産物を形成する段階とを含むことを特徴とする廃棄ガス処理方法。
【請求項２１】
渦流ガスを前記放電管に供給する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の廃棄ガス処理方法。
【請求項２２】
前記渦流ガスは化学的に不安定な分子を生成し、前記各分子は、プラズマトーチから浮いた化学物質として作用して化学反応を促進することを特徴とする請求項２１に記載の廃棄ガス処理方法。
【請求項２３】
前記渦流ガスは、前記放電管の内壁を冷却させながら渦巻きを形成することを特徴とする請求項２１に記載の廃棄ガス処理方法。
【請求項２４】
前記マグネトロンから２．４５GHZの電磁波を発生させることを特徴とする請求項２０に記載の廃棄ガス処理方法。
【請求項２５】
反応ガスを前記廃棄ガスに添加して供給することを特徴とする請求項２０に記載の廃棄ガス処理方法。
【請求項２６】
前記廃棄ガスは、半導体洗浄ガスであることを特徴とする請求項２０に記載の廃棄ガス処理方法。
【請求項２７】
反応ガスを前記渦流ガスに添加して供給することを特徴とする請求項２１に記載の廃棄ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温のプラズマ火炎を用いた半導体洗浄廃ガス処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化は、尖端産業体で用いられる産業ガスに起因するもので、代表的な産業ガスがフッ化系列ガスである。例えば、フッ化系列ガスは、１回大気に放出されると、長い歳月の間大気に存在しながら地表面から放出されるべき赤外線を遮断し、地表の大気温度を上昇させる温室ガスの役割をする。
【０００３】
したがって、産業体で用いられるフッ化系列ガスを、大気に放出する前に完全に破壊して排出すべきであるとの国際的規制が強化されている。２００５年２月１６日に東京議定書が発効することで、温室ガスの縮小は、環境規制のみならず、経済規制と言ってもいいほど国家経済に大きな影響を与えると見なされる。
【０００４】
上記のような脈絡で、フッ化系列ガスを除去するための研究が多方面で進行していた。その研究の一つとして、プラズマを用いてフッ化系列ガスの分子をイオン化させ、無害な他の分子に変換させて排出しようという努力があった。
【０００５】
従来の技術は、ＲＦソースを用いて、真空中でフッ化系列ガスの分子を除去するものである。この分子を真空中で除去する場合、その方法が成功するとしても、真空で実施される半導体工程ラインと関係があるので、ＲＦ装備が他の半導体工程装備の円満な作動を阻害または完全に麻痺させるという問題点があった。
【０００６】
それゆえ、半導体工程ラインと関係のない真空外の大気圧で除去作業を行える装置が要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、電磁波でエネルギーを供給してプラズマを発生させ、発生した電磁波プラズマに気体または液体状態の水素または炭化水素燃料を供給して高温のプラズマ火炎を発生させ、これを用いて産業体で放出されるフッ化ガスを除去するフッ化ガス除去装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、高温のプラズマ火炎を発生させ、このプラズマ火炎を用いてコンピュータや半導体産業などの尖端産業で用いるフッ化ガスを破壊する、高温プラズマ火炎を用いたフッ化ガスの除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明は、電源供給部から電力供給を受けて電磁波を発振するマグネトロンと、前記マグネトロンから発振された電磁波を伝送し、マグネトロンに反射される反射波を吸収する循環器と、前記循環器を通して伝送された電磁波の強さを入射波と反射波でモニタリングする方向性結合器と、前記方向性結合器から入力される電磁波に対して入射波と反射波の強さを調節し、インピーダンスを整合させるスタブチューナーと、前記スタブチューナーから伝送される電磁波が入力される導波管と、前記導波管を貫通して結合され、前記導波管を通して入力される電磁波及び外部から注入される渦流ガスによってプラズマを生成する放電管と、前記放電管の一端に連結され、前記放電管に渦流ガスを供給する渦流ガス供給部と、前記放電管内に配置され、前記放電管内にプラズマ発生のための初期電子を供給する点火部と、前記放電管の他端に連結され、前記放電管内に形成されたプラズマに燃料及び廃ガスを供給する燃料・廃ガス供給部とを含むフッ化ガス除去装置を提供する。
【００１０】
また、本発明は、フッ化ガスが含まれた廃棄ガスを処理する方法において、廃棄ガスを放電管に流入させ、マグネトロンから出た電磁波に露出させる段階と、前記電磁波を用いて放電管にプラズマトーチを形成し、前記廃棄ガスを前記プラズマトーチに露出して酸化させて副産物を形成する段階とを含むことを特徴とする廃棄ガス処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、電磁波で発振したプラズマトーチに炭化水素ガスを注入して高温プラズマ火炎を発生させ、大気圧下で大気温暖化物質であるフッ化系列のガスを容易に破壊させることで、大気中に汚染物質が流出することを防止できるという効果がある。
【００１２】
すなわち、本発明は、現在の尖端産業で表面洗剤に用いる温暖化ガスを完全に除去できる基盤技術を開発して大気圧下で使用するので、半導体工程の真空工程ラインとは関係なしに、半導体産業体で容易に装着できるという効果がある。
【００１３】
また、本発明は、大気圧で効率的な高温プラズマ火炎を発生させ、フッ化ガスが混合された窒素や空気を、高温プラズマ火炎が発生した放電管に効果的に流入させることができ、１．４kWの電磁波出力で発生させた高温プラズマ火炎を用いて、少なくとも１分当り５０リットル以上の排出ガスを大容量で処理できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の構成及び作用を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の好適な実施例に係るプラズマ火炎発生装置の構成を概念的に示すブロック図である。図１に示すように、本発明の好適な実施例に係るプラズマ火炎発生装置は、マグネトロン１０と、電源供給部２０と、循環器３０と、方向性結合器４０と、スタブチューナー５０と、導波管６０と、放電管７０と、渦流ガス供給部８０と、点火部９０と、燃料・廃ガス供給部１００と、火炎出口１１０とから構成される。
【００１６】
マグネトロン１０は、１０MHZ〜１０GHZ帯域の電磁波を発振するマグネトロンを用いて、好ましくは２．４５GHZの電磁波を発振するように構成される。そして、このマグネトロン１０の効率が温度に敏感であるので、冷却装置（図示せず）がさらに備わる。この冷却装置は、少なくとも１分当り１０００リットルの空気を送れる容量を有することが好ましい。
【００１７】
電源供給部２０は、電波電圧倍率器と、パルス及び直流（ＤＣ）装置とを含んで構成されるもので、マグネトロン１０に電力を供給する。
【００１８】
そして、循環器３０は、マグネトロン１０から発振された電磁波を方向性結合器４０の方向に出力するとともに、インピーダンス不整合で反射される電磁波エネルギーを完全に吸収・消滅させてマグネトロン１０を保護する。
【００１９】
方向性結合器４０は、循環器３０を通して伝送された電磁波を出力するとともに、入射波と反射波の強さを肉眼で確認するためにモニタリングする機能をする。
【００２０】
スタブチューナー５０は、方向性結合器４０から入力される電磁波に対して入射波と反射波の強さを調節してインピーダンス整合を誘導することで、電磁波で誘導された電気場を放電管７０内で最大にする。ここで、スタブチューナー５０は、反射波の強さが入射波の１％以内になるように調節し、プラズマ生成が初期化されると、スタブチューナー５０なしにも反射波の強度が入射波の１０％より小さくなる。
【００２１】
導波管６０は、スタブチューナー５０から入力される電磁波を放電管７０に伝送する。放電管７０は、導波管６０の終端に設置され、導波管６０を通して入力される電磁波によるプラズマ生成空間を提供する。
【００２２】
渦流ガス供給部８０は、生成されたプラズマの安定化と放電管７０の内壁保護のための渦流ガスを供給する。
【００２３】
点火部９０は、プラズマ生成のための初期電子を供給するように構成される。
【００２４】
燃料・廃ガス供給部１００は、気体または液体状態の水素または炭化水素燃料と廃ガスを、生成されたプラズマに供給することで、一層高い温度と大きいボリュームを有するプラズマ火炎を生成して廃ガスを分解・処理するように構成される。
【００２５】
また、本発明に係る廃ガス除去装置には、湿式スクラバー１２０がさらに備わる。この湿式スクラバー１２０は、火炎出口１１０に連結される。本発明に係る廃ガス除去装置は、フッ化系列のガスを、水に溶解されやすい副産物ガスに変換させる。例えば、フルオリン（Ｆ）は、水素との結合によって水に溶解されやすいフッ酸（ＨＦ）に変換される。したがって、この湿式スクラバー１２０は、火炎出口１１０に連結され、排出されるガスを溶解して除去する。湿式スクラバーとしては、通常的なものが用いられる。
【００２６】
図２は、導波管６０、放電管７０、渦流ガス供給部８０、点火部９０及び燃料・廃ガス供給部１００の連結状態を示す断面図である。図２に示すように、導波管６０は、標準型の直四角形導波管（横：８６ｍｍ、高さ：４３ｍｍ）であり、スタブチューナー５０側から放電管７０側に行くほど断面積が減少するテーパー状に形成され、スタブチューナー５０から入力された電磁波のエネルギー密度が放電管７０側に行くほど増加するように構成される。
【００２７】
放電管７０は、導波管６０の終端６１から管内波長の１／８〜１／２の間で導波管６０を垂直に貫通して設置される。放電管７０は、導波管６０の終端６１から管内波長の１／４程度の距離だけ離隔して設置されることが好ましく、電磁波の容易な透過のために石英、アルミナまたはセラミックから構成される。
【００２８】
渦流ガス供給部８０は、プラズマを安定化するとともに、プラズマから放電管７０の内面を保護するための渦流ガスを供給するもので、第１ブロック８１及び注入口８２を含んでいる。第１ブロック８１は、放電管７０の内部空間Ｓ１と連続した他の空間Ｓ２が内部に備わり、放電管７０の下端部を取り囲むように導波管６０に結合される。この第１ブロック８１は、金属で構成されるか、金属または金属合金からなるコーティング層（図示せず）が内面または外面に備わって電磁波を遮断するように構成される。
【００２９】
注入口８２は、少なくとも一つ以上が第１ブロック８１の円周方向に対して等角度間隔を有して設置され、第１ブロック８１の外側から内側に行くほど上方に傾斜して設置される。この注入口８２を通して供給される渦流ガスは、放電管７０内で渦流を発生させてプラズマを安定化させ、プラズマによる放電管７０内面の損傷を防止する。また、この注入口８２によって注入される渦流ガスは、燃料・廃ガス供給部１００によって供給される燃料とフッ化ガスの酸化のための酸化剤として作用する。この渦流ガスとしては、一般的な空気、酸素、窒素、アルゴンガスから選択された少なくとも一つ以上のガスが用いられる。
【００３０】
点火部９０は、初期にプラズマ生成のための電子を放電管７０内に供給する。この点火部９０は、具体的に、一対のタングステン電極９１，９２が放電管７０の内部に位置するように設置され、第１ブロック８１と電極９１，９２との間のアーク発生を防止するために、電極９１，９２が誘電体管９３によって取り囲まれる。一方、一対のタングステン電極９１，９２の終端は、０．１〜５０mmの放電間隔を維持することが好ましい。
【００３１】
燃料・廃ガス供給部１００は、生成されたプラズマに水素または炭化水素燃料と廃ガスを供給し、一層高い温度と大きいボリュームを有するプラズマ火炎Ｆ１によって廃ガスを酸化・分解させる。この燃料・廃ガス供給部１００は、具体的に、第２ブロック１０１、ガス注入口１０２及びガス混合装置１０３を含む。ガス混合装置１０３は、廃ガスの主成分である窒素、酸素、フッ化系列ガスと、気体または液体状態の水素または炭化水素燃料をよく混合させるために、充分な長さを有するチューブに網１０４または玉１０５が挿入された構造を有する。
【００３２】
半導体洗浄廃ガスの汚染物質は、上述した高温のプラズマ火炎を通過すべきであり、高温プラズマ火炎に接した瞬間に分解される。そのため、排出ガス中には、これ以上汚染物質であるフッ化系列のガスが残っていない。第２ブロック１０１は、放電管７０の上端部と結合するように導波管６０の上部に設置され、第２ブロック１０１の内部には、放電管７０の内部空間Ｓ１と連続した他の空間Ｓ３が備わる。また、第２ブロック１０１は、その上端が開放されることで、発生したプラズマ火炎Ｆ１が噴出される火炎出口１１０を提供する。
【００３３】
一方、放電管７０と第１及び第２ブロック８１，１０１とが結合されると、放電管７０と第１及び第２ブロック８１，１０１に備わった空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、連続的に一つの大きな空間を形成する。第２ブロック１０１は、金属で構成されるか、金属または金属合金からなるコーティング層（図示せず）が内面または外面に備わって電磁波を遮断するように構成される。
【００３４】
ガス注入口１０２は、第２ブロック１０１に備わった空間Ｓ３に水素または炭化水素燃料及び廃ガスを注入するもので、少なくとも一つ以上のガス注入口１０２が第２ブロック１０１の円周方向に対して等角度間隔を有して設置される。このガス注入口１０２によって注入される水素または炭化水素燃料としては、液体または気体状態のメタン、エタン、プロパン、ブタンなどが用いられる。
【００３５】
図３は、ガス注入口１０２が多数個で構成された場合のガス注入口１０２の配列構造を示す正断面図である。
【００３６】
図３に示すように、二つのガス注入口１０２が第２ブロック１０１の長さ方向に対して高さ差を有して設置される。これら高さ差を有する二つのガス注入口は、廃ガスと、水素または炭化水素燃料を別々に注入し、水素または炭化水素燃料によって高温プラズマ火炎を発生させた後、廃ガスを注入して分解するか、または、二つの注入口に互いに異なる廃ガスを注入することで、同時に高温プラズマ火炎で分解することができる。
【００３７】
また、ガス注入口１０２は、上記のように水平状態で設置されるか、図４に示すように、第２ブロック１０１の外側から内側に行くほど下方に傾斜して設置されるか、図５に示すように、二つのガス注入口１０２ａ，１０２ｂが互いに対向した状態で、第２ブロック１０１の内側に向かって下方に傾斜して設置される。この構成によると、水平状態で設置された場合に比べて、注入された廃ガスがプラズマに直接噴射されるので、分解時間を一層増加させて分解効率を上昇させることができる。
【００３８】
上記のように、燃料・廃ガス供給部１００には、少なくとも一つ以上のガス注入口１０２が備わり、ガス注入口１０２が多数個備わる場合、第２ブロック１０１の長さ方向に対して高さ差を有して設置されるか、第２ブロック１０１の円周方向に対して互いに等角度間隔を有して設置される。このように多数個のガス注入口１０２を通して段階的に廃ガスと燃料を注入することで、ボリュームが大きく拡張された高温プラズマ火炎によって分解効率が高くなる。
【００３９】
以下、上記のように構成されたプラズマ火炎発生装置の作動過程を説明する。
【００４０】
電源供給部２０からマグネトロン１０に電源が供給されると、マグネトロン１０が電磁波を発振し、このように発振された電磁波は、循環器３０、方向性結合器４０、スタブチューナー５０及び導波管６０を通して放電管７０に伝達される。一方、ガス供給部８０は、外部供給源（図示せず）から供給される渦流ガスを放電管７０の内部空間Ｓ１に注入する。
【００４１】
上記のように放電管７０の内部に電磁波が流入し、渦流ガスが供給されると、点火部９０の電極に電圧が印加されてプラズマ生成に必要な電子が供給されることで、プラズマが生成されるようになる。
【００４２】
一方、供給された渦流ガスは、生成されたプラズマを安定化させるとともに、放電管７０内に渦流を形成して高温のプラズマ火炎から放電管７０の内壁を保護する。その結果、供給された渦流ガスは、放電管７０を熱的に保護してプラズマを安定化する機能を提供する。
【００４３】
燃料・廃ガス供給部１００から供給される水素または炭化水素燃料は、プラズマ火炎の側面から廃ガスと一緒に注入され、空気及び酸素プラズマによって発生した火炎は、第２ブロック１０１の火炎出口１１０から出る。例えば、液体炭化水素系列の燃料が用いられる場合、プラズマ火炎の中心温度が５０００〜６０００℃の空気プラズマによって液体燃料が気化され、高温のプラズマガスによって瞬時に燃焼となる。その結果、注入される廃ガスが酸化・分解されることで、排出ガス中には汚染物質であるフッ化系列のガスが残らない。
【００４４】
フッ化系列ガスは、真空を必要とする半導体産業で主に用いられており、窒素ガスで作動するロータリーポンプによって真空チャンバー外に排出される。ロータリーポンプは、窒素パージングによって作動するので、フッ化系列ガスの混合された主な気体が窒素ガスである。この発明に用いられたフッ化系列ガスは、三フッ化窒素（ＮＦ３）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）及び四フッ化炭素（ＣＦ４）などである。
【実施例１】
【００４５】
図６及び図７は、高温プラズマ火炎を通過する前と後の三フッ化窒素（ＮＦ３）量を、赤外線分光測定機（ＦＴＩＲ）を用いて測定した結果を示すグラフである。実施例１では、図２に示した構造の装置が用いられた。
【００４６】
この実施例では、ＮＦ３を含有した空気を送風機を用いて注入し、渦流ガスとしては圧縮空気が用いられた。また、注入される燃料としてはメタンが用いられた。このとき、注入した空気と圧縮空気の流量は、それぞれ分当り５００リットルと５０リットルであり、メタンが分当り１５リットル注入され、ＮＦ３が分当り６００ミリリットル注入された。ＮＦ３で汚染したガスが放電管に発生した高温プラズマ火炎を通過した後、排出されるガス中に残ったＮＦ３の量を赤外線分光測定機で分析した結果、前記実施条件で、ＮＦ３が高温プラズマ火炎によって９９％以上分解されたことが分かる。
【実施例２】
【００４７】
図８及び図９は、高温プラズマ火炎を通過する前と後の六フッ化硫黄（ＳＦ６）量を赤外線分光測定機（ＦＴＩＲ）を用いて測定した結果を示すグラフである。実施例２では、図２に示した構造の装置が用いられた。
【００４８】
この実施例では、注入ガスとしてＳＦ６、窒素ガス及び酸素ガスをガス混合装置で混合して注入し、渦流ガスとしては圧縮空気が用いられた。また、注入される燃料としてはメタンが用いられた。このとき、注入した窒素ガス、酸素ガス及び圧縮空気の流量は、それぞれ分当り１２０リットル、３０リットル及び４０リットルであり、ＳＦ６が分当り１００ミリリットル注入された。ＳＦ６で汚染したガスが放電管に発生した高温プラズマ火炎を通過した後、排出されるガス中に残ったＳＦ６の量を赤外線分光測定機で分析した結果、前記実施条件で、ＳＦ６が高温プラズマ火炎によって９９％以上分解されたことが分かる。
【００４９】
図１０は、窒素ガスの量によるＳＦ６の分解効率を示すグラフである。窒素ガスは、分当り６０リットルから１６０リットルまで注入し、酸素、圧縮空気、メタン、ＳＦ６の量は、上記の実施例と同一にした。実施後、排出ガス中に残ったＳＦ６の量を赤外線分光測定機で分析して効率を計算した結果、前記実施条件で、ＳＦ６は高温プラズマ火炎によって分当り１２０リットルの汚染した窒素ガスを９９％以上分解することができる。
【実施例３】
【００５０】
図１１及び図１２は、高温プラズマ火炎を通過する前と後の四フッ化炭素（ＣＦ４）量を赤外線分光測定機（ＦＴＩＲ）を用いて測定した結果を示すグラフである。
実施例３では、図２に示した構造の装置が用いられた。
【００５１】
この実施例では、注入ガスとしてＣＦ４、窒素ガス及び酸素ガスをガス混合装置で混合して注入し、渦流ガスとしては圧縮空気が用いられた。また、注入される燃料としてはメタンが用いられた。このとき、注入した窒素ガス、酸素ガス及び圧縮空気の流量はそれぞれ分当り４０リットル、３０リットル及び４０リットルであり、ＣＦ４が分当り５０ミリリットル注入された。ＣＦ４で汚染したガスが放電管に発生した高温プラズマ火炎を通過した後、排出されるガス中に残ったＣＦ４の量を赤外線分光測定機で分析した結果、前記実施条件で、ＣＦ４が高温プラズマ火炎によって９８％以上分解されたことが分かる。
【００５２】
図１３は、窒素ガスの量によるＣＦ４の分解効率を示すグラフである。窒素ガスは、分当り４０リットルから１２０リットルまで注入し、酸素、圧縮空気、メタン、ＣＦ４の量は上記の実施例と同一にした。実施後、排出ガス中に残ったＣＦ４の量を赤外線分光測定機で分析して効率を計算した結果、前記実施条件で、ＣＦ４は高温プラズマ火炎によって分当り６０リットルの汚染した窒素ガスを９０％以上分解することができる。
【００５３】
半導体産業に用いられる代表的な真空ポンプは、１分当りフッ化炭素ガス２０ミリリットルを含有する窒素ガスを５〜５０リットルずつ排出する。フッ化系列ガスのうち最も安定した汚染物がＣＦ４ガスである。そのため、ＣＦ４のみを除去可能であれば、他の全てのフッ化系列ガスを除去することができる。
【００５４】
本発明は、上述した特定の好ましい実施例に限定されるものでなく、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱しない範囲で、当該発明の属する技術分野で通常の知識を有する者によって多様な変形実施が可能であり、この変形は、特許請求の範囲内に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施例に係るフッ化ガス除去装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に係るフッ化ガス除去装置の一部構造を示す正断面図である。
【図３】図２に示した廃ガス及び燃料注入口の配列構造を示す正断面図である。
【図４】図２に示した廃ガス及び燃料注入口の他の配列構造を示す正断面図である。
【図５】図２に示した廃ガス及び燃料注入口の他の配列構造を示す正断面図である。
【図６】本発明の一実施例に係るフッ化ガス処理装置を通過する前の三フッ化窒素（ＮＦ３）の濃度変化を、赤外線分光分析機（ＦＴＩＲ）を用いて分析した結果を示すスペクトラムである。
【図７】本発明の一実施例に係るフッ化ガス処理装置を通過した後の三フッ化窒素（ＮＦ３）の濃度変化を、赤外線分光分析機（ＦＴＩＲ）を用いて分析した結果を示すスペクトラムである。
【図８】本発明の一実施例に係るフッ化ガス処理装置を通過する前の六フッ化硫黄（ＳＦ６）の濃度変化を、赤外線分光分析機（ＦＴＩＲ）を用いて分析した結果を示すスペクトラムである。
【図９】本発明の一実施例に係るフッ化ガス処理装置を通過した後の六フッ化硫黄（ＳＦ６）の濃度変化を、赤外線分光分析機（ＦＴＩＲ）を用いて分析した結果を示すスペクトラムである。
【図１０】窒素の量による六フッ化硫黄（ＳＦ６）の分解効率を示すグラフである。
【図１１】本発明の一実施例に係るフッ化ガス処理装置を通過する前の四フッ化炭素（ＣＦ４）の濃度変化を、赤外線分光分析機（ＦＴＩＲ）を用いて分析した結果を示すスペクトラムである。
【図１２】本発明の一実施例に係るフッ化ガス処理装置を通過した後の四フッ化炭素（ＣＦ４）の濃度変化を、赤外線分光分析機（ＦＴＩＲ）を用いて分析した結果を示すスペクトラムである。
【図１３】窒素の量による四フッ化炭素（ＣＦ４）の分解効率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５６】
１０    マグネトロン
２０    電源供給部
３０    循環器
４０    方向性結合器
５０    スタブチューナー
６０    導波管
７０    放電管
８０    渦流ガス供給部
９０    点火部
１００  燃料供給部
【図１】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図２】
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