(57)【要約】【課題】温度センサーへの固形物の付着を防止し、処理筒内の温度を長期にわたって正確に測定することができる除害装置用温度センサーを提供する。【解決手段】除害装置の処理筒１２の筒壁を貫通して筒内に挿入した棒状測温部１３の周囲を覆う保護管１４を設けるとともに、処理筒の外部から前記保護管を通して処理筒内に向けて保護ガスを流通させるガス供給手段１５を設け、保護管先端から一定流速で保護ガスを噴出させることにより、除害処理に伴って生成した固形物が測温部に付着するのを防止する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有害成分を含む被処理ガスを処理筒内に導入し、燃焼処理又は加熱処理して前記有害成分の除害処理を行う除害装置の前記処理筒内の温度を測定するための除害装置用温度センサーにおいて、前記処理筒の筒壁を貫通して筒内に挿入した棒状測温部の周囲を覆う保護管を設けるとともに、処理筒の外部から前記保護管を通して処理筒内に向けて保護ガスを流通させるガス供給手段を設けたことを特徴とする除害装置用温度センサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、除害装置用温度センサーに関し、詳しくは、半導体製造工程や液晶製造工程で使用されるシラン、アンモニア、亜酸化窒素、その他の各種特殊材料ガスのような有害物質、また、地球温暖化等の環境に対して悪影響を及ぼす四フッ化メタン、六フッ化エタン、両者の特性を有する三フッ化窒素等を含む排ガスを処理筒内に導入し、該処理筒内で燃焼又は加熱することによってこれらの除害処理又は除去処理を行う除害装置における前記処理筒内の温度を測定するために使用する除害装置用温度センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体工業プロセス、例えば、半導体製造装置やＬＣＤ製造装置から排出される排ガス中には、毒性ガス、腐食性ガス、可燃性ガス、地球環境に悪影響を及ぼす不燃性ガスや支燃性ガス等の有害成分が含まれているため、これらの有害成分の除害（無害化、除去）処理を行ってから排ガスを排出する必要がある。このような、排ガスの除害を行うための装置の一つとして、燃焼式除害装置が知られている。
【０００３】
この燃焼式除害装置は、燃焼筒（処理筒）内に導入された排ガス中に含まれる各種有害成分を、メインバーナーの火炎によって高温に加熱された燃焼筒内で燃焼させたり、熱分解させたりして除害処理を行うもので、例えば、特開平１０−１１０９２６号公報等に各種形状のものが開示されている。さらに、前記排ガスを加熱して有害成分を熱分解させたり、酸素等と反応させたりして除害する加熱分解式除害装置や触媒分解式除害装置も知られている。
【０００４】
このような除害装置では、前記処理筒内に温度センサー、例えば熱電対等を挿入し、制御部で処理筒内の温度を常時監視することによって除害処理状況を判定し、筒内温度が基準温度よりも上昇又は下降したときには、警報を発生して除害装置の運転を停止するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、有害成分の除害処理に伴って固形物が生成する場合、生成した固形物が温度センサーの測温部に付着し、正確な温度測定ができなくなってしまうという問題があった。例えば、モノシランの除害処理では、有害なモノシランを酸素と反応させて無害な酸化ケイ素と水とに分解するようにしているが、生成した酸化ケイ素が白色の粉末であり、これが測温部に付着すると正確な温度測定が行えなくなり、測定した温度が実際の温度よりも低くなってしまう。また、排ガス中に腐食性ガスが含まれている場合は、腐食性ガスによって測温部が侵されてしまうこともあり、これも測定温度に誤差を生じる原因となる。
【０００６】
このようにして測定温度が低下すると、制御部が筒内温度の異常低下、例えば燃焼式除害装置ではメインバーナーの失火、加熱分解式除害装置や触媒分解式除害装置ではヒーターの断線等による温度低下が発生したとの誤った判定を下し、警報を発するとともに装置の運転を停止してしまうため、除害処理を継続できなくなってしまうことになる。このため、半導体製造装置やＬＣＤ製造装置の操業にも影響を与える懸念がある。これを回避するため、従来は、温度センサーの状態を常に確認し、定期的に除害装置の運転を停止して測温部から付着物を除去するための清掃作業を頻繁に行う必要があった。
【０００７】
そこで本発明は、温度センサーへの固形物の付着を防止し、処理筒内の温度を長期にわたって正確に測定することができる除害装置用温度センサーを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の除害装置用温度センサーは、有害成分を含む被処理ガスを処理筒内に導入し、燃焼処理又は加熱処理して前記有害成分の除害処理を行う除害装置の前記処理筒内の温度を測定するための除害装置用温度センサーにおいて、前記処理筒の筒壁を貫通して筒内に挿入した棒状測温部の周囲を覆う保護管を設けるとともに、処理筒の外部から前記保護管を通して処理筒内に向けて保護ガスを流通させるガス供給手段を設けたことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の除害装置用温度センサーの一形態例を示す概略図、図２は本発明の除害装置用温度センサーを使用した燃焼式除害装置の概略系統図である。図１に示すように、除害装置用温度センサー１１は、処理筒１２の筒壁１２ａを貫通して筒内に挿入される熱電対等からなる棒状の測温部１３と、該測温部１３の周囲を覆う保護管１４と、処理筒１２の外部から前記保護管１４を通して処理筒１２内に向けて保護ガスを流通させるガス供給手段１５とにより形成されている。
【００１０】
ガス供給手段１５は、保護ガスとしての不活性ガス、例えば窒素ガスを供給する窒素ガス供給源１６と、窒素ガスの流量を調節する流量調節器１７と、窒素ガスの流量を監視する下限接点付きの流量計１８とを備えており、窒素ガス導入経路１９から保護管１４内に窒素ガスを一定流量で導入できるように形成されている。
【００１１】
保護管１４内に導入された窒素ガスは、測温部１３と保護管１４との間を流れ、保護管１４の先端から突出した状態の測温部１３の先端を包み込むようにしながら処理筒内に噴出する状態となる。したがって、処理筒１２内での除害処理によって固形物、例えば前記酸化ケイ素の粉末が発生し、測温部１３の先端付近に近付いてきても、保護管１４から噴出する窒素ガスＧによって吹き飛ばされるので、固形物が測温部１３に付着することがなくなる。
【００１２】
なお、保護ガスの流量は、測温部１３の外径及び保護管１４の内径によって異なり、固形物の発生状況によっても異なるが、一般的には、毎分数リットル程度で十分である。また、保護ガスの種類は任意であるが、除害処理反応に悪影響を与えない不活性ガスである窒素が最適である。
【００１３】
このように形成した除害装置用温度センサー１１は、図２に示すように、燃焼式除害装置２１の燃焼筒（処理筒）２２に装着され、前記測温部１３からの温度信号線２３及び前記流量計１８からの流量信号線２４を、制御部２５にそれぞれ接続した状態で使用される。燃焼筒２２では、半導体製造装置等から排出された有害成分を含む排ガスＷがメインバーナーの火炎中に導入され、該火炎により形成される高温雰囲気により除害処理が行われ、冷却筒２６で冷却されて排出される。
【００１４】
除害処理中の燃焼筒内の温度は、温度センサー１１により常時測定されており、温度信号線２３を介して制御部２５に伝えられ、該制御部２５に設けられたタッチキー付きディスプレイ２７等の表示部に表示されるとともに、制御部内であらかじめ設定された基準温度との比較が行われ、測定温度が基準温度より上昇又は下降したときには、警報を発するとともに装置の運転を停止する。
【００１５】
同時に、前記流量計１８で測定した保護ガスの流量も流量信号線２４を介して制御部２５に伝えられ、タッチキー付きディスプレイ２７に表示されるとともに基準流量との比較が行われ、測定流量が基準流量よりも少なくなったときには、警報を発するとともに装置の運転を停止する。
【００１６】
このように、前記温度センサー１１で燃焼筒２２内の温度を測定しながら燃焼式除害装置２１を運転することにより、除害処理に伴って固形物が発生する場合でも、生成した固形物が測温部１３に付着することを防止できるので、燃焼筒内の温度を確実に測定することができる。したがって、固形物の付着に起因した測定温度低下による誤警報発生や運転停止を回避することができ、運転状況を確実に監視しながら安定した状態で除害処理を行うことができる。また、排ガス中にＳｉＨ２Ｃｌ２やＰＦＣ類等の腐食性ガスが含まれていても、腐食性ガスが測温部に接触することを防止できるので、腐食性ガスに起因する測定誤差を生じることもなくなる。
【００１７】
さらに、保護ガスの流量が少なくなって保護管１４からの噴出力が弱まると、温度センサー１１の測温部１３に固形物が付着するおそれがあるが、前記流量計１８で保護ガスの流量を常時測定し、該流量が基準流量よりも少なくなったときに警報を発するように設定しておくことにより、保護ガスの流量低下で測温部１３に固形物が付着し、これが原因で測定温度が低下することを未然に防止することができる。
【００１８】
なお、本形態例では、除害装置として燃焼式除害装置を例示したが、処理筒部分が高温となる加熱分解式除害装置や触媒分解式除害装置においても同様にして測温部を保護することにより、処理筒内の温度を正確に測定することができる。
【００１９】
【実施例】
前記構成により測温部１３を保護ガスで保護した温度センサー１１と、測温部を単に燃焼筒内に挿入しただけの従来構造の温度センサーとを一つの燃焼筒に装着して固形物の影響を確認する実験を行った。なお、測温部の外径は１０ｍｍ、保護管の内径は２０ｍｍであり、保護管内へは窒素ガスを毎分２リットルで供給した。また、除害処理により固形物を生成する有害成分にはモノシランを使用した。
【００２０】
まず、モノシランを導入しない状態でメインバーナーに着火し、暖機運転を行って燃焼筒内の温度を８００℃に上昇させた。このとき、従来の温度センサーによる測定温度は８００℃となり、本発明の温度センサー１１による測定温度は５００℃となった。両センサーにおける測定温度差は、温度センサー１１の測温部１３を包むように流れる窒素ガスにより、測温部１３が冷却されているためである。この温度差は、保護ガスの導入流量や温度を略一定にしておけば、制御部で演算することによって容易に換算することができる。
【００２１】
この状態で燃焼筒内にモノシランを毎分１リットルの割合で導入した。その結果、２４時間後における測定温度は、従来の温度センサーが７２０℃、本発明の温度センサー１１が５１０℃であり、４８時間後における測定温度は、従来の温度センサーが６９０℃、本発明の温度センサー１１が５０６℃であった。
【００２２】
すなわち、本発明の温度センサーは、安定した状態で温度測定を継続しているのに対し、従来の温度センサーでは、４８時間後に測定温度が１１０℃も低下したことになる。４８時間後に装置を停止して両温度センサーの測温部を取り出したところ、従来の温度センサーの測温部には生成した酸化ケイ素が２ｍｍ程度付着していたのに対し、本発明の温度センサーにおける測温部１３には酸化ケイ素の付着は目視では確認できなかった。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の除害装置用温度センサーによれば、モノシランの燃焼除害によって生成する酸化ケイ素のような固形物が温度センサーの測温部に付着することを防止でき、温度測定を確実に行うことができるので、処理筒内の除害処理状況を正確に把握することができる。また、固形物付着に起因する誤警報の発生が無くなり、測温部の清掃もほとんど不要になるので、除害装置を長時間、安定した状態で運転できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の除害装置用温度センサーの一形態例を示す概略図である。
【図２】本発明の除害装置用温度センサーを使用した燃焼式除害装置の概略系統図である。
【符号の説明】
１１…除害装置用温度センサー、１２…処理筒、１３…測温部、１４…保護管、１５…ガス供給手段、１６…窒素ガス供給源、１７…流量調節器、１８…流量計、１９…窒素ガス導入経路、２１…燃焼式除害装置、２２…燃焼筒、２３…温度信号線、２４…流量信号線、２５…制御部、２６…冷却筒、２７…タッチキー付きディスプレイ
【図１】
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【図２】
2004045121.tif 000004