(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物としてのＳｉ系ガスをアルカリ水溶液により酸化処理し、酸化ケイ素を含むスラリーとする第１のユニットと、
前記第１のユニットで生成されたスラリーを脱水処理してケーク状に固形化する第２のユニットと、
を具備し、
前記第１のユニットが、Ｓｉ系ガスにノズルから噴出されるアルカリ水溶液を接触させＳｉ系ガスの酸化処理を行うスクラバーを備える
ことを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記第２のユニットにおける脱水処理により生じたアルカリ水溶液を再利用すべく前記第１のユニットに戻す手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置で大量に使用され廃棄されるＳｉ系ガスやその他のガス状廃棄物、或は酸化ケイ素（ＳｉＯ2）等の粉状廃棄物の処理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造において使用されるモノシラン（ＳｉＨ4）やジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）等のＳｉ系ガスは有毒であるため、その廃棄に際しては除害処理を行う必要がある。かかる除害処理としては、水又はアルカリ水溶液との接触による酸化処理、或は、燃焼による酸化処理が従来から広く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
Ｓｉ系ガスを酸化処理した場合、無害のＳｉＯ2が生成されるが、水等を用いた処理では、生成されるＳｉＯ2がスラリー状となり、体積及び重量が相当に大きくなる。このため、スラリー状のＳｉＯ2を産業廃棄物として最終的に処分する場合、手間やコストがかかってしまうという問題点があった。
【０００４】
また、燃焼式の除害処理では、ＳｉＯ2は非常に微細径の粉粒体となる。しかし、粉粒体の取扱いは面倒であり、且つ、一定重量に対する体積が極めて大きいため、燃焼式の場合も最終処分に手間やコストがかかってしまう。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、かかる問題点を解決することのできる廃棄物処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による廃棄物処理装置は、図１に示すように、廃棄物としてのＳｉ系ガスをＮａＯＨ水溶液のようなアルカリ水溶液により酸化処理し、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含むスラリーとする第１のユニット２と、前記第１のユニット２で生成されたスラリーを脱水処理してケーク状に固形化する第２のユニット４とを備えることを特徴としている。この構成において、第２のユニット４おける脱水処理により生じたアルカリ水溶液を第１のユニット２に戻し、再利用することが好適である。
【０００７】
また、第１のユニット２は、Ｓｉ系ガスにノズルから噴出されるアルカリ水溶液を接触させＳｉ系ガスの酸化処理を行うスクラバー６を備えることが好適である。
【０００８】
本発明による装置では、最終的に取り出される廃棄物は湿潤性のあるケークに固形化される。このケーク状の最終廃棄物は取扱いが極めて容易であり、スラリー状のものに比して体積及び重量が小さい。また、粉粒状のものと比較しても大幅に体積が低減されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明による廃棄物処理装置の好適な実施形態を示すものである。図２の装置では、半導体製造装置から排出された反応ガスであるＳｉＨ4、ＳｉＨ2Ｃｌ2又はＳｉＨＣｌ3等の未分解ガスを含む一部分解ガスと、キャリアガスであるＨ2とから成る排ガスを処理するものとする。
【００１０】
図示実施形態の廃棄物処理装置では、まず、ＳｉＨ4、ＳｉＨ2Ｃｌ2又はＳｉＨＣｌ3とＨ2の混合ガスをミックスチャンバー１０で不活性ガス（Ｎ2）と混合し、濃度を爆発限界以下に希釈した後、第１のユニット１２のスクラバー１４に導入する。
【００１１】
スクラバー１４において、導入されたガスは水又はアルカリ水溶液のジェット流と接触されて酸化処理され、ＳｉＨ4の場合はＳｉＯ2及びＨ2Ｏとされ、ＳｉＨＣｌ3の場合はＳｉＯ2及びＨＣｌとされる。スクラバー１４の下方には貯槽、好ましくは撹拌槽１６が配置されており、この撹拌槽１６にスクラバー１４で生成された物質及び水又はアルカリ水溶液等が貯蔵される。ＳｉＯ2は撹拌槽１６に貯蔵された状態ではスラリー状となる。スラリーは以降の処理工程に送るために流動性が比較的高いものである必要があり、液体に対するＳｉＯ2の溶解率は０．２５ｇ／Ｌ程度とするのが好ましい。
【００１２】
撹拌槽１６にはＮａＯＨ貯槽１８が配管２０を介して接続されている。この貯槽１８中のＮａＯＨは、撹拌槽１６の貯液に含まれるＨＣｌを中和するために用いられる。具体的には、撹拌槽１６の貯液が酸性であることをペーハーセンサ２２が検知した場合に、配管２０中のポンプ２４が駆動されてＮａＯＨが貯槽１８から撹拌槽１６に供給される。
【００１３】
第１のユニット１２は、更に、撹拌槽１６に取り付けられた洗浄塔２６を有している。この洗浄塔２６は、撹拌槽１６に導入されたガス成分、すなわちＨＣｌ、Ｈ2、Ｎ2及び空気のうちＨＣｌを洗浄液に溶け込ませて撹拌槽１６に戻し、Ｈ2、Ｎ2及び空気のみを外部に取り出すためのものである。洗浄液は、撹拌槽１６の底部から配管２８により取り出された貯液である。勿論、前記目的のためには充填塔等の他の手段を用いることもできる。外部に排出されたＨ2／Ｎ2混合空気はＨ2の含有量が多いため、ミキシングチャンバー３０において空気により希釈され、配管３２を通して大気に排出される。
【００１４】
撹拌槽１６の貯液は配管３４から取り出され、ポンプ３６により配管３８を通してスクラバー１４に送られ、スクラバー１４での酸化処理に用いられる前記ジェット流とされる。
【００１５】
配管３８は分岐しており、この分岐管４０は濾過槽４２に続いている。分岐管４０から送られてきた貯液、すなわちＳｉＯ2含有スラリーはこの濾過槽４２にて一旦貯蔵された後、配管４４を経て脱水機（第２のユニット）４６に送られる。通常、脱水機４６は連続運転が困難であるため、濾過槽４２は次回の脱水工程で用いられるスラリーを一時的に蓄えておく目的で設けられている。また、濾過槽４２には工業用水が導入されるようになっており、スラリーの濃度を一定に保ち、脱水機４６が常に安定した状態で運転されるようにしている。なお、符号４８は撹拌機であり、ＳｉＯ2の沈殿を防止するためのものである。
【００１６】
脱水機４６としては遠心脱水機、真空脱水機或はフィルタープレス等の従来から知られた型式のものを用いることができる。脱水機４６においてスラリーの脱水・圧縮処理が行われると、スラリーは符号５０で示すようにケーク状に固形化され、産業廃棄物として容易に処理ができる状態となる。
【００１７】
また、脱水処理でスラリーから取り除かれた水又はアルカリ水溶液は配管５２を経て撹拌槽１６に還流され、再利用される。ところで、この還流水は、撹拌槽１６での中和反応により生じた塩分（ＮａＣｌ）を含んでいる。このため、撹拌槽１６と脱水機４６との間で水の循環を続けていると、撹拌槽１６内の貯液（スラリー）の塩分濃度が次第に高くなっていく。撹拌槽１６内の貯液はスクラバー１４で用いられるが、その塩分濃度が所定レベル以上となるとスクラバー１４の性能が低下するため、塩分濃度は抑えなければならない。そこで、図示実施形態では、撹拌槽１６内の貯液の塩分濃度が所定レベル以上となったならば、配管５２中のバルブ５４を閉じると共に分岐管５６のバルブ５８を開いて、脱水機４６からの水を回収槽６０に回収するようにしている。そして、撹拌槽１６内の貯液の液量を一定とすべく工業用水を配管６２から取り込むと、貯液の塩分濃度は所定レベル以下に低減される。なお、回収槽６０内の回収液は産業廃棄物として処理が可能である。また、還流水は分岐管６２により濾過槽４２に適宜供給するようにしてもよい。
【００１８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことはいうまでもない。例えば、上記実施形態はＳｉ系ガスの処理に関するものであるが、ホスフィンのようなリン系ガスやジボランのようなボロン系ガスにも同様な構成を適用することができる。また、燃焼による酸化処理で生じたＳｉＯ2粉を処理する場合、第１のユニット１２におけるスクラバー１４や洗浄塔２６は不要であり、ＳｉＯ2粉を直接撹拌槽１６に導入するよう構成すればよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、Ｓｉ系ガスや粉粒状のＳｉＯ2を取扱いが容易なケーク状のものにすることができ、最終処分にかかる手間やコストを大幅に低減することができる。
【００２０】
また、処理工程中で使用する液体の再利用を図っているため、省資源化という要請にも適うものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示す概略図である。
【図２】本発明の好適な実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
２…第１のユニット、４…第２のユニット、６…スクラバー、１２…第１のユニット、１４…スクラバー、１６…撹拌槽、１８…ＮａＯＨ貯槽、２６…洗浄塔、４２…濾過槽、４６…脱水機（第２のユニット）、５０…ケーク、５２…還流用配管、６０…回収槽。
【図１】
0003919271.tif 000002
【図２】
0003919271.tif 000003