(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄液が貯蔵された洗浄液槽と、この洗浄液槽の上部に設けられ、前記洗浄液を噴出する洗浄液噴出手段を有する洗浄塔とを備え、前記洗浄塔に排ガスを導入して洗浄集塵する洗浄集塵装置において、
前記洗浄塔における前記洗浄液噴出手段の下方位置に、当該洗浄液噴出手段から噴出された前記洗浄液と前記排ガス中の微細粉塵との接触機会を増やすための網状部材と、当該網状部材を取り付けるための枠体であって当該網状部材を取り囲む壁からなる当該枠体とを設け、
前記枠体の前記壁における前記網状部材の上方位置にはスリットが形成されている、
ことを特徴とする洗浄集塵装置。
【請求項２】
前記網状部材を垂直方向に複数配置したことを特徴とする請求項１記載の洗浄集塵装置。
【請求項３】
上側の前記網状部材の網目寸法に対して下側の前記網状部材の網目寸法を小さくしたことを特徴とする請求項２記載の洗浄集塵装置。
【請求項４】
前記枠体に振動体を取り付けたことを特徴とする請求項３に記載の洗浄集塵装置。
【請求項５】
排ガスを燃焼する燃焼装置と、この燃焼装置で燃焼された排ガスを洗浄集塵する請求項１〜４のいずれか一項記載の洗浄集塵装置とを備えたことを特徴とする排ガス処理設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置等から排出された排ガスを洗浄集塵する洗浄集塵装置、及びこの洗浄集塵装置を備えた排ガス処理設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造においては、シランガス等の有毒性ガスを含んだ排ガスが生じる。そこで、このような排ガスが排出される場所には排ガス処理設備を設置し、有毒性ガスを無害化した後に排出することが法令（高圧ガス取締法）で義務付けられている。
【０００３】
従来の排ガス処理設備としては、例えば、排ガスを燃焼する燃焼装置と、この燃焼装置で燃焼された排ガスを洗浄集塵するジェット式の洗浄集塵装置とを備えたものがある。このような排ガス処理設備において、例えば排ガス中に含まれるシランガス（ＳｉＨ4）の除去処理を行う場合は、まず燃焼装置により排ガスを空気中の酸素と反応させ、その結果生成された粉体（ＳｉＯ2）を含む燃焼排ガスを冷却空気と混合して約８０度まで冷却する。その後、洗浄集塵装置を用い、排ガスを洗浄液（一般的には水）と接触させることによってＳｉＯ2を洗浄液に捕捉し、排ガス中からそのＳｉＯ2を除去する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、排ガス中に含まれる粉体のうち、径が０．１〜０．５ミクロン程度の微細な粉塵については循環洗浄液で捕捉することが極めて困難であり、当該粉塵がそのまま大気中に放出されてしまうという問題点があった。
【０００５】
本発明の目的は、排ガス中の微細粉塵を洗浄液で捕捉し、大気中に放出される粉塵を減少させることができる洗浄集塵装置及び排ガス処理設備を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、第１の概念による発明は、洗浄液が貯蔵された洗浄液槽と、この洗浄液槽の上部に設けられ、洗浄液を噴出する洗浄液噴出手段を有する洗浄塔とを備え、洗浄塔に排ガスを導入して洗浄集塵する洗浄集塵装置において、洗浄塔における洗浄液噴出手段の下方位置に網状部材と網状部材を取り付けるための枠体であって当該網状部材を取り囲む壁からなる当該枠体とを設け、枠体の壁における網状部材の上方位置にはスリットが形成されていることを特徴とする洗浄集塵装置を提供する。
【０００７】
このように網状部材を設けることにより、洗浄液噴出手段から噴出された洗浄液が網上部材の部分で一時的に溜まって液膜を形成し、網状部材の網目を通過するとき、当該洗浄液が排ガスを包むような形で落下するので、微細粉塵が含まれる排ガスと洗浄液との接触面積が大きくなり、微細粉塵が洗浄液に捕捉されやすくなる。したがって、排ガス中から除去される微細粉塵が増え、結果として大気中に放出される粉塵が少なくなる。
【０００８】
また、網状部材を取り付けた枠体における網状部材の上方位置にスリットが形成されることにより、網状部材の部分にたまる洗浄液の量が多くなると、洗浄液がスリットから枠体の外側に排出される。
【０００９】
上記洗浄集塵装置において、好ましくは、網状部材を垂直方向に複数配置する。これにより、排ガス中に含まれる微細粉塵がたとえ上側の網状部材の部分で洗浄液に捕捉されなくても、下側の網状部材の部分で洗浄液に捕捉されることで、排ガス中から微細粉塵が確実に除去され、大気中に放出される粉塵がより少なくなる。
【００１０】
この場合、上側の網状部材の網目寸法に対して下側の網状部材の網目寸法を小さくするのが好ましい。これにより、排ガス中に含まれる粉塵のうち、例えば径が０．１ミクロン程度の微細粉塵が複数結合したもの、いわゆるクラスター粒子群の粉塵が上側の網状部材の部分で洗浄液に捕捉され、微細粉塵単体が下側の網状部材の部分で洗浄液に捕捉されるようになるため、微細粉塵が排ガス中から効率よく除去される。
【００１１】
また、前記枠体に超音波振動体を取り付けることにより網状部分の目詰まりを防止すると同時に、微細粉塵の捕集効率を上げることができる。
【００１２】
上記の目的を達成するため、第２の概念による発明は、排ガスを燃焼する燃焼装置と、この燃焼装置で燃焼された排ガスを洗浄集塵する上述した洗浄集塵装置とを備えたことを特徴とする排ガス処理設備を提供する。これにより、上述したように、排ガス中から除去される微細粉塵が増加するため、大気中に放出される粉塵が減少する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る排ガス処理設備の一実施形態を示す構成図である。同図において、本実施形態の排ガス処理設備は、ＣＶＤ装置やエッチング装置等の半導体製造装置５から排出されたモノシランガス（ＳｉＨ4）を含む排ガスを燃焼する炎導管付の燃焼装置１と、この燃焼装置１から排出された排ガスに循環洗浄液ここでは循環水を接触させ、排ガス中に含まれる粉体であるＳｉＯ2を補集するジェット式の洗浄集塵装置２と、循環水から粉体を分離するフィルタープレス３とを備えている。
【００１５】
燃焼装置１は、半導体製造装置５からの排ガス及び燃焼用空気を導入し、炎導管内で排ガス中に含まれるＳｉＨ4を高温下で空気中の酸素と反応させ、ＳｉＯ2を生成する。なお、排ガス中に含まれるＳｉＨ4は比較的高濃度であるため、必要に応じて窒素ガスで希釈して燃焼装置１に導入されるようにする。また、燃焼装置１は、更に冷却用空気を導入し、炎導管内で高温となった排ガスを冷却して排出する。
【００１６】
洗浄集塵装置２は、循環水が貯蔵された水槽２１と、この水槽２１の上部に設けられ、頂部に燃焼装置１と接続された排ガス導入口２２ａを有する洗浄塔２２と、水槽２１の上部に洗浄塔２２に隣接して設けられ、頂部に排気ブロア８と接続された排気口２３ａを有するセパレータ塔２３とを備えている。
【００１７】
洗浄塔２２の上部には、洗浄液噴出手段としてのノズル２５が設置されている。このノズル２５は、循環ポンプ２６を介して水槽２１と接続されており、循環ポンプ２６により水槽２１からくみ上げられた循環水を下方に向けて放射状に噴出させる。また、洗浄塔２２の下部には、ノズル２５から噴出された循環水を遮るステンレス製の網状部材である金網プレート４２を有する循環水ホールド部材４０が設置されている。この循環水ホールド部材４０の構造を図２に示す。
【００１８】
同図において、循環水ホールド部材４０は、上端にフランジ部４１ａが設けられた四角形状の枠体４１を有し、この枠体４１を形成する４つの壁には、循環水の逃がし穴としてのスリット４３が形成されている。枠体４１の下部には、上記の金網プレート４２が着脱可能に取り付けられている。この金網プレート４２は格子状をなしており、その網目寸法は、ノズル２５から放出された循環水が排ガス中のＳｉＯ2を捕集するのに十分な量だけ溜まるようなサイズ、例えば３０〜８０メッシュとなっている。ここで、「メッシュ」とは、１ｉｎ2に含まれる網目の数（公比＝２1/2）によって表される単位である。以上のような構造の循環水ホールド部材４０は、洗浄塔２２の壁部内面に設けられた複数の取付用フレーム（図示せず）に枠体４１のフランジ部４１ａがボルト等により固定されている。
【００１９】
図１に戻り、セパレータ塔２３は、多段（ここでは３段）に設置されたラシヒリング棚３１と、このラシヒリング棚３１の上方に設置されたセパレータ３２とを有している。ラシヒリング棚３１は、ノズル３３から噴出された循環水により上昇ガスに残留している僅かな粉塵をさらに除去しようとするものである。また、セパレータ３２は、粉塵が除去されたガス中に含まれる水滴を取り除くものである。
【００２０】
フィルタープレス３は、吸引ポンプ２９を介して水槽２１と接続されており、吸引ポンプ２９により水槽２１内の粉塵を含有する循環水を導入し、当該循環水から粉塵を取り除いて水槽２１内に戻す。
【００２１】
以上のように構成した本実施形態の排ガス処理設備を用いたモノシランガス（ＳｉＨ4）の処理について説明する。
まず排気ポンプ６を作動させると、半導体製造装置５から排出されるＳｉＨ4を含む高濃度の排ガスが窒素ガスで希釈されて燃焼装置１の炎導管に導入される。また、この炎導管には燃焼用空気も導入される。そして、炎導管内においては、排ガス中に含まれるＳｉＨ4が空気中の酸素と反応し、その結果ＳｉＯ2が生成される。このＳｉＯ2を含む燃焼排ガスは冷却用空気により約８０度まで冷却される。そして、ＳｉＯ2を含む排ガスが排気ブロア８により燃焼装置１から洗浄集塵装置２の洗浄塔２２に送られる。
【００２２】
洗浄塔２２内に導入された排ガスは、それに含まれるＳｉＯ2がノズル２５から噴出される循環水と接触することのよって洗浄集塵される。ここで、ＳｉＯ2粉体には、径が０．１ミクロン程度の微細粉塵やその微細粉塵が複数結合（クラスター化）したクラスター粒子群の粉塵が含まれている。この中で、微細粉塵単体や径の小さな（径が０．５ミクロン以下）クラスター粒子群の粉塵（以下、これらをまとめて微細粉塵と称する）については、ノズル２５から噴出される循環水との接触面積が小さいため落下中の循環水に衝突しずらく、落下中の循環水だけでは微細粉塵の捕集が困難である。
【００２３】
本実施形態では、洗浄塔２２の下部に金網プレート４２が設けられているので、ノズル２５から噴出された循環水が金網プレート４２の部分に張られ、液膜が形成される。このため、ＳｉＯ2が含まれる排ガスと循環水との接触面積が大きくなり、ＳｉＯ2が循環水に捕捉されやすくなる。また、金網プレート４２の部分で一時的に溜まった循環水が金網プレート４２の網目から落下するときは、循環水が排ガスを包むような形で落下するので、排ガスと循環水との接触面積がさらに大きくなり、排ガス中のＳｉＯ2が循環水に捕捉されやすくなる。
【００２４】
ＳｉＯ2を捕捉した循環水は吸引ポンプ２９を介してフィルタープレス３に送られ、このフィルタープレス３でＳｉＯ2が取り除かれる。また、ＳｉＯ2が除去されたガスは、排気ブロア８により水槽２１の上部を通ってセパレータ塔２３に送られる。そして、ラシヒリング棚３１の部分で、ノズル３３から噴出された循環水により上昇ガスに残留している僅かな粉塵が除去され、セパレータ３２でガス中に含まれる水滴が取り除かれた後、排気ブロア８を経て大気放風される。
【００２５】
以上のように本実施形態によれば、洗浄塔２２に金網プレート４２を有する循環水ホールド部材４０を設置し、粉塵が含まれる排ガスと循環水とが十分に接触するようにしたので、排ガス中の微細粉塵も循環水に確実に捕捉され、これにより、大気中に粉塵が放出されることを防止できる。
【００２６】
また、本実施形態では、循環水ホールド部材４０の枠体４１にスリット４３を設けたので、金網プレート４２の部分にたまる循環水の量が必要以上に多くなると、循環水がスリット４３から枠体４１の外側に排出される。
【００２７】
なお、本実施形態では、洗浄塔２２に金網プレート４２を１枚設けるようにしたが、金網プレート４２の数は複数枚であってもよい。金網プレートを複数枚とした一実施形態を図３により説明する。図中、図１の実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００２８】
図３の実施形態においては、洗浄集塵装置２Ａにおける洗浄塔２２Ａには、４枚の金網プレートが設けられている。より詳細には、洗浄塔２２Ａの下部には、金網プレート５０を有する循環水ホールド部材５２が２枚設けられており、これら循環水ホールド部材５２の上方には、金網プレート５０よりも目の粗い金網プレート５４を有する循環水ホールド部材５６が２枚設けられている。循環水ホールド部材５２，５６は、図２に示した循環水ホールド部材４０と同様に、四角形状の枠体の下面部に金網プレート５０，５４を着脱可能に取り付けた構造となっている。金網プレート５０の網目寸法は、粒子単位の粉塵の捕集に最適なサイズ、例えば５０〜８０メッシュとなっており、金網プレート５４の網目寸法は、クラスター粒子群の粉塵の捕集に最適なサイズ、例えば３０〜５０メッシュとなっている。その他の構成は、図１に示すものと同じである。
【００２９】
このような構成の洗浄集塵装置２Ａにおいては、排ガス中に含まれるＳｉＯ2のうちクラスター粒子群の粉塵が金網プレート５４の部分で循環水に捕捉され、この部分で集塵されなかった微細粉塵が金網プレート５０の部分で循環水により捕捉される。したがって、効率の良い洗浄集塵が行える。
【００３０】
なお、以上説明した２つの実施形態では、洗浄塔の壁部に枠体を設置し、この枠体に金網プレートを着脱自在に取り付けるような構成としたが、そのような枠体を使用せずに、金網プレートを洗浄塔の壁部に着脱自在に取り付けるような構成であってもよい。
【００３１】
また、洗浄塔に網状部材として金網プレートを設置するような構成としたが、網状部材は特に金網プレートに限られず、プラスチック製の網プレート等、他のものであってもよい。
【００３２】
また、ここでは、モノシランガス（ＳｉＨ4）を含む排ガスを燃焼して生成したＳｉＯ2の除去処理を行う場合について説明してきたが、本発明は、特にＳｉＯ2に限られず、排ガス中に含まれる他の粉塵の除去処理を行うものにも適用できる。この場合には、除去すべき粉塵に応じて網状部材の網目寸法を設定する必要がある。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、洗浄塔に網状部材を設けたので、微細粉塵が含まれる排ガスと循環洗浄液とが十分に接触するようになり、これにより排ガス中の微細粉塵が洗浄液に確実に捕捉され、粉体が大気中に放出されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る洗浄集塵装置を含む排ガス処理設備の実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す循環水ホールド部材を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る洗浄集塵装置を含む排ガス処理設備の他の実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１…燃焼装置、２…洗浄集塵装置、３…フィルタープレス、２１…水槽（洗浄液槽）、２２…洗浄塔、２３…セパレータ塔、２５…ノズル（洗浄液噴出手段）、４０，５２，５６…循環水ホールド部材、４１…枠体、４３…スリット、４２，５０，５４…金網プレート（網状部材）。
【図１】
0004095737.tif 000002
【図２】
0004095737.tif 000003
【図３】
0004095737.tif 000004