(57)【要約】【課題】排ガスの処理速度の低下を抑え、吸着剤の寿命を従来よりも長くしてその本来の処理能力に近づけることができる排ガス処理装置を提供する。【解決手段】排ガス中の有毒ガス成分を除去して排ガスを無害化する排ガス処理装置５０である。この装置５０は、有毒ガス成分を吸着する吸着剤Ｃ１〜Ｃｍ及び吸着剤Ｃ１〜Ｃｍを保持するメッシュ部Ｄ１〜Ｄｍをそれぞれ備えた複数の吸着剤収容部Ａ１〜Ａｍと、排ガスを複数の吸着剤収容部Ａ１〜Ａｍにそれぞれ独立して導入する排ガス導入部２０と、吸着剤収容部Ａ１〜Ａｍを通過した排ガスを外部に向けて排出するガス排出部３０とを備えている。【選択図】図２
2009090275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス中の有毒ガス成分を除去して前記排ガスを無害化する排ガス処理装置において、
前記有毒ガス成分を吸着する吸着剤及び前記吸着剤を保持するメッシュ部をそれぞれ備えた複数の吸着剤収容部と、
前記排ガスを、前記複数の吸着剤収容部それぞれに独立して導入する排ガス導入部と、
前記排ガス導入部により導入されて前記吸着剤収容部を通過した前記排ガスを外部に向けて排出するガス排出部と、
を備える排ガス処理装置。
【請求項２】
排ガス中の有毒ガス成分を除去して前記排ガスを無害化する排ガス処理方法において、
前記有毒ガス成分を吸着する吸着剤が複数の領域に分割されて設けられ、前記複数の領域における一の領域から他の領域に向かって前記排ガスを導入すると共に、前記導入される排ガスの排圧力を検出する第１のステップと、
前記第１のステップで前記排圧力が所定の値に達した際に、前記一の領域への前記排ガスの導入を止めて、前記排ガスを前記他の領域に導入する第２のステップと、
を有する排ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス処理装置及び排ガス処理方法に係り、特に、半導体製造装置から排出される有毒ガス成分を含む排ガスを無害化する排ガス処理装置及び排ガス処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置から排出される排ガスは、ＡｓＨ３（アルシン）やＰＨ３（ホスフィン）等の有毒ガス成分を含んでおり、この有毒ガス成分を排ガス処理装置(例えば特許文献１参照)内の活性炭等の吸着剤で吸着することにより、上記排ガスを無害化している。
【特許文献１】特開平１１−７６７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、有毒ガス成分に含まれるＡｓ（砒素）やＰ（リン）が、吸着剤に吸着されるに従って塊状に固化したり、吸着剤を保持するメッシュ部に付着して固化する場合がある。
これにより、排ガス処理装置内の排ガスの流れ方にムラが生じたり、メッシュ部で目詰まりを起こすため、排ガスの流量が低下して排ガスの処理速度が低下したり、吸着剤の本来の処理能力の限界に達する前に、排ガス処理装置としての吸着性能が低下してしまう場合があり、その改善が望まれている。
【０００４】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、排ガスの処理速度の低下を抑え、排ガス処理装置としての吸着性能の低下を抑制できる排ガス処理装置及び排ガス処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本願各発明は次の排ガス処理装置及び排ガス処理方法を提供する。
１）排ガス中の有毒ガス成分を除去して前記排ガスを無害化する排ガス処理装置において、前記有毒ガス成分を吸着する吸着剤（Ｃ１〜Ｃｎ）及び前記吸着剤を保持するメッシュ部（Ｄ１〜Ｄｎ）をそれぞれ備えた複数の吸着剤収容部（Ａ１〜Ａｎ）と、前記排ガスを、前記複数の吸着剤収容部それぞれに独立して導入する排ガス導入部（２０）と、前記排ガス導入部により導入されて前記吸着剤収容部を通過した前記排ガスを外部に向けて排出するガス排出部（３０）と、を備える排ガス処理装置（５０）。
２）排ガス中の有毒ガス成分を除去して前記排ガスを無害化する排ガス処理方法において、前記有毒ガス成分を吸着する吸着剤（Ｃ１〜Ｃｎ）が複数の領域（Ａ１〜Ａｎ）に分割されて設けられ、前記複数の領域における一の領域（Ａ１）から他の領域（Ａｎ）に向かって前記排ガスを導入すると共に、前記導入される排ガスの排圧力を検出する第１のステップと、前記第１のステップで前記排圧力が所定の値に達した際に、前記一の領域への前記排ガスの導入を止めて、前記排ガスを前記他の領域に導入する第２のステップと、を有する排ガス処理方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、排ガスの処理速度の低下を抑え、排ガス処理装置としての吸着性能の低下を抑制できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１及び図２を用いて説明する。
図１は、実施例の排ガス処理装置を備えた排ガス処理システムの一実施形態を説明するための模式図である。
図２は、本発明の排ガス処理装置及び排ガス処理方法の実施例を説明するための模式図である。
【０００８】
＜実施例＞
まず、実施例の排ガス処理装置５０を備えた排ガス処理システム１００について、図１を用いて説明する。
【０００９】
図１に示すように、排ガス処理システム１００（図１中の破線で囲われた領域）は、主として、半導体製造装置６０から排出された排ガスを排ガス処理装置５０に向けて圧送するポンプ等の圧送手段７０と、圧送手段７０により圧送された排ガス中のＡｓＨ３（アルシン）やＰＨ３（ホスフィン）等の有毒ガス成分を除去して上記排ガスを無害化する排ガス処理装置５０と、この排ガス処理装置５０で無害化された排ガス中の他のガス成分を除去すると共に清浄化された残りの気体を大気中に放出するスクラバー８０と、により構成されている。
【００１０】
半導体製造装置６０には、半導体基板上に所定の半導体膜を成膜するために、その半導体膜の成分元素を含む各種の材料ガスと、水素ガス等のキャリアガスと、が導入される。
このような半導体製造装置６０として、熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置やＭＯＣＶＤ（Metal Organic CVD）装置等がある。
【００１１】
次に、上記排ガス処理装置５０について図２を用いて詳述する。
【００１２】
図２に示すように、排ガス処理装置５０は、主として、半導体製造装置６０から排出されて圧送手段７０により圧送された排ガスを排ガス処理本体１０に導入する排ガス導入部２０と、排ガス導入部２０により導入された排ガス中の有毒ガス成分を除去して上記排ガスを無害化する排ガス処理本体部１０と、排ガス処理本体１０で無害化された排ガスをスクラバー８０に向けて排出するガス排出部３０と、排ガス処理本体部１０の内部に残留する有毒ガスを窒素や空気等の無害なガスに置換するための置換ガス導入部４０と、を有して構成されている。
【００１３】
排ガス処理本体部１０は、主として、空隙部１１と、この空隙部１１上に多段化されて設けられた複数ｍ（ｍは２以上の自然数）の第１の吸着剤収容部Ａ１〜Ａｍと、この第１の吸着剤収容部Ａ１〜Ａｍ上に設けられた第２の吸着剤収容部Ａｎと、上記排ガス導入部２０と空隙部１１及び第１の吸着剤収容部Ａ１〜Ａｍとをそれぞれ接続する第１の接続部Ｂ１〜Ｂｎ（ｎ＝ｍ＋１）と、上記置換ガス導入部４０と空隙部１１とを接続する第２の接続部１３と、上記ガス排出部３０と第２の吸着剤収容部Ａｎとを接続する第３の接続部１４と、を有して構成されている。
なお、図２には、一例として、排ガス処理本体部１０を、ｍ＝４（ｎ＝５）とした４段の第１の吸着剤収容部を有する構成として示している。
【００１４】
第１の吸着剤収容部Ａ１〜Ａｍ及び第２の吸着剤収容部Ａｎは、排ガス中のＡｓＨ３やＰＨ３等の有毒ガス成分を吸着する活性炭等の吸着剤Ｃ１〜Ｃｎ（ｎ＝ｍ＋１）と、これら吸着剤Ｃ１〜Ｃｎを保持するメッシュ部Ｄ１〜Ｄｎ（ｎ＝ｍ＋１）と、を備えている。
第２の吸着剤収容部Ａｎは、第１の吸着剤収容部Ａ１〜Ａｎで吸着しきれなかった残りの有毒ガス成分を吸着するために設けられている。
【００１５】
排ガス導入部２０は、主として、半導体製造装置６０から排出されて圧送手段７０により圧送された排ガスの排圧力を検出する排圧計２１と、この排ガスを、第１の接続部Ｂ１〜Ｂｎを介して空隙部１１及び第１の吸着剤収容部Ａ１〜Ａｍに導入する排ガス導入管部２２と、排ガス処理本体部１０の第１の接続部Ｂ１〜Ｂｎに対応してそれぞれ設けられた第１の開閉弁Ｅ１〜Ｅｎ（ｎ＝ｍ＋１）と、排圧計２１で検出された排圧力の値が検出信号として連続的または断続的に入力されると共にこの排圧力の値が予め設定された設定値よりも高くなったときに第１の開閉弁Ｅ１〜Ｅｎの切り替えを行う制御部２５と、を有して構成されている。
【００１６】
ガス排出部３０は、主として、排ガス処理本体部１０を通過した後の排ガス中の有毒ガス成分を検知するガス検知部３１と、この排ガスをスクラバー８０に向けて排出するガス排出管部３２と、ガス排出管部３２に設けられた第２の開閉弁３３と、を有して構成されている。
ガス検知部３１で有毒ガス成分が検知されると、ガス検知部３１から制御部２５に検知信号が入力され、制御部２５は第１の開閉弁Ｅ１〜Ｅｎ及び第２の開閉弁３３を全て閉じた状態にする。
【００１７】
置換ガス導入部４０は、主として、窒素ガス及び空気を空隙部１１にそれぞれ導入する置換ガス導入管部４１と、置換ガス導入管部４１における窒素ガスの導入経路に設けられた第３の開閉弁４２と、空気の導入経路に設けられた第４の開閉弁４３と、により構成されている。
【００１８】
次に、上述した排ガス処理装置５０を備えた排ガス処理システム１００による排ガス処理方法の実施例について、同様に図１及び図２を用いてステップ毎に説明する。
【００１９】
［ステップ１］
半導体製造装置６０から排出されて圧送手段７０により圧送された排ガスの排圧力を排圧計２１で検出すると共に制御部２５で監視し、この排ガスを、制御部２５により第１の開閉弁Ｅ１を開いた状態でかつ他の第１の開閉弁Ｅ２〜Ｅｍを閉じた状態で、排ガス導入管部２２及び第１の接続部Ｂ１を通過させて、排ガス処理本体部１０の空隙部１１に導入する。
このとき、制御部２５により第２の開閉弁３３は開いた状態であり、第３の開閉弁４２及び第４の開閉弁４３はそれぞれ閉じた状態である。
【００２０】
これにより、上記排ガスに含まれている有毒ガス成分は、１段目の第１の吸着剤収容部Ａ１に収容されている吸着剤Ｃ１に大部分が吸着され、吸着剤Ｃ１で吸着しきれなかった残りの有毒ガス成分がその上段の第１の吸着剤収容部Ａ２〜Ａｍ及び第２の吸着剤収容部Ａｎの吸着剤Ｃ２〜Ｃｎに順次吸着される。
従って、排ガスは、これら第１の吸着剤収容部Ａ１〜Ａｍ及び第２の吸着剤収容部Ａｎを通過することにより無害化される。
そして、この無害化された排ガスは、第３の接続部１４及びガス排出管部３２を通ってスクラバー８０に排出される。
【００２１】
また、このとき、第３の接続部１４から排出された排ガス中の有毒ガス成分をガス検知部３１で連続的に検知する。
通常、排ガスは、上述したように第１の吸着剤収容部Ａ１〜Ａｍ及び第２の吸着剤収容部Ａｎを通過することにより無害化されるので、ガス検知部３１で有毒ガス成分が検知されることはないが、何らかのトラブルによってガス検知部３１で有毒ガス成分が検知された場合は、直ちに第１の開閉弁Ｅ１〜Ｅｎ及び第２の開閉弁３３を全て閉じて、予め定められて手順に従って対応する。
【００２２】
［ステップ２］
上記ステップ１による排ガス処理を進めていくと、排ガス中の有毒ガス成分であるＡｓ（砒素）やＰ（リン）が、１段目の第１の吸着剤収容部Ａ１の吸着剤Ｃ１に主に吸着されていき、これらが塊状に固化して排ガスの流れを悪化させたり、メッシュ部Ｄ１に付着し固化して目詰まりを起こす。
これにより、排ガス処理を進めていくに従って、１段目の第１の吸着剤収容部Ａ１における排ガスを処理する処理速度が低下すると共に、排圧計２１で検出される排ガスの排圧力が上昇する。
【００２３】
そこで、この排圧力が所定の圧力値に達した場合は、制御部２５により、第１の開閉弁Ｅ１を閉じて２段目の第１の吸着剤収容部Ａ２に対応する第１の開閉弁Ｅ２を開くことにより、排ガスの導入を１段目の第１の吸着剤収容部Ａ１から２段目の第１の吸着剤収容部Ａ２に切り替える。
【００２４】
これにより、排ガスに含まれている有毒ガス成分は、２段目の第１の吸着剤収容部Ａ２に収容されている吸着剤Ｃ２に大部分が吸着され、吸着剤Ｃ２で吸着しきれなかった残りの有毒ガス成分がその上段の第１の吸着剤収容部Ａ３〜Ａｍ及び第２の吸着剤収容部Ａｎの吸着剤Ｃ３〜Ｃｎに吸着される。
従って、排ガスは、これら第１の吸着剤収容部Ａ２〜Ａｍ及び第２の吸着剤収容部Ａｎを通過することにより無害化される。
そして、この無害化された排ガスは、第３の接続部１４及びガス排出管部３２を通ってスクラバー８０に排出される。
【００２５】
また、このとき、第３の接続部１４から排出された排ガス中の有毒ガス成分をガス検知部３１で連続的に検知する。
通常、排ガスは、上述したように第１の吸着剤収容部Ａ２〜Ａｍ及び第２の吸着剤収容部Ａｍを通過することにより無害化されるので、ガス検知部３１で有毒ガス成分が検知されることはないが、何らかのトラブルによってガス検知部３１で有毒ガス成分が検知された場合は、直ちに第１の開閉弁Ｅ１〜Ｅｎ及び第２の開閉弁３３を全て閉じて、予め定められて手順に従って対応する。
【００２６】
［ステップ３］
同様に、排圧計２１で検出される排ガスの排圧力が所定の圧力値に達する度に、制御部２５によって第１の開閉弁Ｅ２〜Ｅｍを順次切り替えて、上述した手順を行う。
【００２７】
［ステップ４］
そして、第１の開閉弁Ｅｎが開いた状態で、かつ、他の第１の開閉弁Ｅ１〜Ｅｍが閉じた状態で、排圧計２１で検出される排ガスの排圧力が所定の圧力値に達した際、または、ガス検知部３１で有毒ガス成分が検知された際に、第１の開閉弁Ｅ１〜Ｅｎを全て閉じて、予め定められて手順に従って対応する。
例えば、上述した排ガス処理システム１００を別に準備しておき、この別の排ガス処理システム１００に切り替えて、上記排ガス処理を行う。
【００２８】
［ステップ５］
通常、メッシュ部Ｄ１〜Ｄｎが目詰まりするよりも早い時点で吸着剤Ｃ１〜Ｃｎの寿命に達する。
そこで、まず、第１の開閉弁Ｅ１〜Ｅｎが全て閉じた状態で、第３の開閉弁４２を開き、空隙部１１に窒素ガスを所定時間（例えば数時間）導入し続けることにより、空隙部１１，第１の吸着剤収容部Ａ１〜Ａｍ，及び第２の吸着剤収容部Ａｍ中の有毒ガスを排出してこれら収容部Ａ１〜Ａｎの各内部を窒素ガスで置換する。
排出された有毒ガスは、上述の別の排ガス処理システム１００等を用いて無害化することができる。
【００２９】
次に、第３の開閉弁４２を閉じ、第４の開閉弁４３を開いて、空隙部１１に空気を所定時間（例えば数時間）導入し続けることにより、第１の吸着剤収容部Ａ１〜Ａｍ及び第２の吸着剤収容部Ａｍ中の窒素ガスを排出して、これら収容部Ａ１〜Ａｎの各内部を空気で十分に置換する。
これにより、吸着剤Ｃ１〜Ｃｎをそれぞれ再生することができる。
【００３０】
上述したステップ５の手順を行なう度に吸着剤Ｃ１〜Ｃｎを再生することができる。
【００３１】
上述した排ガス処理装置５０によれば、特に、吸着剤収容部Ａ１〜Ａｎを多段化することにより、１段目の第１の吸着剤収容部Ａ１の吸着剤Ｃ１の処理能力が低下したりメッシュ部Ｄ１が目詰まりを起して、１段目の第１の吸着剤収容部Ａ１における排ガスの処理速度が低下しても、排ガスの導入を上段の第１の吸着剤収容部Ａ２〜Ａｍに適宜切り替えることにより、排ガス処理装置５０としての排ガスの処理速度を安定して維持することができる。
【００３２】
また、上述した排ガス処理装置５０によれば、特に、吸着剤収容部Ａ１〜Ａｎを多段化することにより、有毒ガス成分を、各吸着剤収容部Ａ１〜Ａｎに収容された吸着剤Ｃ１〜Ｃｎ毎に効率的に吸着させることができるので、排ガス処理装置５０としての吸着剤の寿命を従来よりも長くしてその本来の処理能力に近づけることができる。
【００３３】
本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。
【００３４】
例えば、実施例（図２参照）では、４段（ｍ＝４）の第１の吸着剤収容部を設けた構成としたが、ｍが２以上の自然数であれば、特に段数を限定するものではない。
【００３５】
また、実施例では、多段化された第１の吸着剤収容部Ａ１〜Ａｍ上にさらに第２の吸着剤収容部Ａｎを設けた構成としたが、これに限定されるものではない。
但し、第１の吸着剤収容部Ａ１〜Ａｍにおける最上段の第１の吸着剤収容部Ａｍで有毒ガスを完全除去できない場合があるため、上述した第２の吸着剤収容部Ａｎを設けておくことが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例の排ガス処理装置を用いた排ガス処理システムの一例を説明するための模式図である。
【図２】本発明の排ガス処理装置及び排ガス処理方法の実施例を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０＿排ガス処理本体部、  １１＿空隙部、  １３，１４，Ｂ１〜Ｂｎ＿接続部、  ２０＿排ガス導入部、  ２１＿排圧計、  ２２＿排ガス導入管部、  ３０＿ガス排出部、  ３１＿ガス検知部、  ３２＿ガス排出管部、  ３３，４２，４３，Ｅ１〜Ｅｎ＿開閉弁、  ４０＿置換ガス導入部、  ４１＿置換ガス導入管部、  ５０＿排ガス処理装置、  ６０＿半導体製造装置、  ７０＿圧送手段、  ８０＿スクラバー、  １００＿排ガス処理システム、  Ａ１〜Ａｍ＿第１の吸着剤収容部、  Ａｎ＿第２の吸着剤収容部、  Ｃ１〜Ｃｎ＿吸着剤、  Ｄ１〜Ｄｎ＿メッシュ部
【図１】
2009090275.tif 000003
【図２】
2009090275.tif 000004