(57)【要約】【課題】連続して稼働しても、排出する排ガスにおける水溶性ガスの濃度を低く維持することのできる排ガス処理装置を提供する。【解決手段】半導体製造装置から排出された排ガスを熱分解処理する反応器、前記反応器で熱分解された処理済みの前記排ガスに洗浄水を噴射するスプレーノズルを有する出口スクラバー、および前記出口スクラバーに供給する前記洗浄水を貯留するとともに、前記出口スクラバーから排出された前記洗浄水を回収する水槽を備える排ガス処理装置の出口スクラバーに、洗浄される前の前記排ガスを冷却する冷却器を設けることにより、上記課題を解決することができる。【選択図】図１
2009082893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造装置から排出された排ガスを熱分解処理する反応器、
前記反応器で熱分解された処理済みの前記排ガスに洗浄水を噴射するスプレーノズルを有する出口スクラバー、および
前記出口スクラバーに供給する前記洗浄水を貯留するとともに、前記出口スクラバーから排出された前記洗浄水を回収する水槽を備える排ガス処理装置において、
前記出口スクラバーには、前記洗浄水で洗浄される前の前記排ガスを冷却する冷却器が設けられていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
半導体製造装置から排出された排ガスを熱分解処理する反応器、
前記反応器で熱分解された処理済みの前記排ガスに洗浄水を噴射するスプレーノズルを有する出口スクラバー、および
前記出口スクラバーに供給する前記洗浄水を貯留するとともに、前記出口スクラバーから排出された前記洗浄水を回収する水槽を備える排ガス処理装置において、
前記出口スクラバーには、前記水槽から前記スプレーノズルへと供給される前記洗浄水を冷却する洗浄水冷却器が設けられていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項３】
半導体製造装置から排出された排ガスを熱分解処理する反応器、
前記反応器で熱分解された処理済みの前記排ガスに洗浄水を噴射するスプレーノズルを有する出口スクラバー、および
前記出口スクラバーに供給する前記洗浄水を貯留するとともに、前記出口スクラバーから排出された前記洗浄水を回収する水槽を備える排ガス処理装置において、
前記反応器と前記出口スクラバーとの間で前記排ガスにシャワー水を噴射するシャワーを備えており、
前記水槽は、前記シャワーに供給する前記シャワー水を貯留するとともに、前記排ガスに噴射された前記シャワー水を回収するシャワー水回収槽と、前記出口スクラバーに供給する前記洗浄水を貯留するとともに、前記出口スクラバーから排出された前記洗浄水を回収する出口スクラバー排水回収槽とを有することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項４】
半導体製造装置から排出された排ガスを熱分解処理する反応器、
前記反応器で熱分解された処理済みの前記排ガスに洗浄水を噴射するスプレーノズルを有する出口スクラバー、および
前記出口スクラバーに供給する前記洗浄水を貯留するとともに、前記出口スクラバーから排出された前記洗浄水を回収する水槽を備える排ガス処理装置において、
前記出口スクラバーには、前記洗浄水で洗浄される前の前記排ガスを冷却する冷却器と、前記水槽から前記スプレーノズルへと供給される前記洗浄水を冷却する洗浄水冷却器とが設けられていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項５】
半導体製造装置から排出された排ガスを熱分解処理する反応器、
前記反応器で熱分解された処理済みの前記排ガスに洗浄水を噴射するスプレーノズルを有する出口スクラバー、および
前記出口スクラバーに供給する前記洗浄水を貯留するとともに、前記出口スクラバーから排出された前記洗浄水を回収する水槽を備える排ガス処理装置において、
前記反応器と前記出口スクラバーとの間において、前記排ガスにシャワー水を噴射するシャワーを備えており、
前記出口スクラバーには、前記洗浄水で洗浄される前の前記排ガスを冷却する冷却器または前記水槽から前記スプレーノズルへと供給される前記洗浄水を冷却する洗浄水冷却器の少なくとも一方が設けられており、
前記水槽は、前記シャワーに供給する前記シャワー水を貯留するとともに、前記排ガスに噴射された前記シャワー水を回収するシャワー水回収槽と、前記出口スクラバーに供給する前記洗浄水を貯留するとともに、前記出口スクラバーから排出された前記洗浄水を回収する出口スクラバー排水回収槽とを有することを特徴とする排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置から排出された排ガスに含まれる、人体や環境に対して有害な処理対象ガスを熱分解して無害化する排ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置では、クリーニングガスやエッチングガスなどとして様々な種類のガスが使用されている。例えば、主にエッチングガスとして用いられるフッ素化合物は「ＰＦＣs（パーフルオロコンパウンド）」と称されており、代表的なものとして、パーフルオロカーボン（例えば、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ8、Ｃ5Ｆ8など）、ハイドロフルオロカーボン（例えば、ＣＨＦ3など）、及びフッ素化合物（例えば、ＳＦ6やＮＦ3など）等が挙げられる。
【０００３】
そして、半導体製造装置で使用された様々な種類のＰＦＣsは、キャリアガスやパージガス等として使用された窒素(Ｎ2)やアルゴン(Ａｒ)、或いは添加ガスとして使用された酸素(Ｏ2)、水素(Ｈ2)、アンモニア(ＮＨ3)、メタン(ＣＨ4)などとともに排ガスとして排出される。
【０００４】
このようなＰＦＣsなどの人体や環境に対して有害な処理対象ガスを含む半導体製造装置からの排ガスを除害する装置として、ヒーターを備え、処理対象ガスを加熱分解する加熱分解反応器と、熱分解後の排ガスに水を噴射する出口スクラバーと、該出口スクラバーで噴射する水を貯留し、かつ、出口スクラバーで噴射された水を回収する水タンクとで構成され、当該加熱分解反応器と当該出口スクラバーとが互いに離間した状態で水タンクの上面に立設されている排ガス処理装置が開示されている（特許文献１）。
【０００５】
特許文献１の排ガス処理装置において、加熱分解反応器から排出された熱分解処理済みの排ガスは、水タンクに貯留された水の中を通過して出口スクラバーに与えられ、さらに出口スクラバーで水洗された後、排ガス処理装置から排出される。このため、特許文献１の排ガス処理装置では、半導体排ガスのＰＦＣｓを単に熱分解するだけでなく、処理対象ガスを熱分解することによって生じた塩素（Ｃｌ2）やフッ素（Ｆ2）などの水溶性ガスや粉塵を、水タンクに貯留された水や出口スクラバーで噴射された水が取り込むことにより排ガスから除去することができる。
【特許文献１】特開２０００−２４４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の排ガス処理装置では、以下のような問題があった。すなわち、熱分解処理済みの排ガスが水タンクや出口スクラバーを通過する際、排ガスに含まれる水溶性ガスや粉塵は、水タンクに貯留された水や出口スクラバーで噴射された水に取り込まれ、また、出口スクラバーで噴射された水は、水溶性ガスや粉塵を含んだ状態で水タンクに回収されるようになるが、連続して排ガス処理装置を稼働させていると、水タンクに貯留された水に含まれる水溶性ガスや粉塵の濃度が高くなる。加えて、加熱分解反応器から排出される排ガスは１０００℃程度の高温になっており、この排ガスが有する熱も同様に水タンクに貯留された水や出口スクラバーで噴射された水に吸収され、水タンクに貯留された水の温度が高くなる。このため、出口スクラバーで噴射された水の一部が蒸発するようになり、当該水に取り込まれていた水溶性ガスが再び気化して排ガスに戻り、排ガス中の水溶性ガス濃度が増加して排ガス処理装置から水溶性ガス濃度の高い排ガスが排出されるという問題があった。例えば、塩素やフッ素のＴＬＶ値（毎日繰り返してある物質に暴露したとき、殆どの作業者に悪影響がみられないと思われるガス中の濃度）は０．５ｐｐｍであり、このＴＬＶ値を超えてしまうおそれがあった。
【０００７】
また、水タンクに貯留された水の温度が高くなると、出口スクラバーで噴射された水が蒸発する割合が高くなることから、再び気化する水溶性ガスの量も増加し、上述したように、排ガス中の水溶性ガス濃度が増加して排ガス処理装置から水溶性ガス濃度の高い排ガスが排出されるという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題に鑑みて開発されたものである。それゆえに本発明の主たる課題は、連続して稼働しても、排出する排ガスにおける水溶性ガスの濃度を低く維持することのできる排ガス処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載した発明は、「半導体製造装置から排出された排ガスＥを熱分解処理する反応器１４、反応器１４で熱分解された処理済みの排ガスＥに洗浄水ＣＷを噴射するスプレーノズル１６ｂを有する出口スクラバー１６、および出口スクラバー１６に供給する洗浄水ＣＷを貯留するとともに、出口スクラバー１６から排出された洗浄水ＣＷを回収する水槽２０を備える排ガス処理装置１０において、出口スクラバー１６には、洗浄水ＣＷで洗浄される前の排ガスＥを冷却する冷却器１６ｄが設けられている」ことを特徴とする排ガス処理装置１０である。
【００１０】
この発明によれば、出口スクラバー１６は、排ガスＥを冷却する冷却器１６ｄを有しており、排ガスＥは、洗浄水ＣＷで洗浄される前に冷却器１６ｄで冷却されるので、出口スクラバー１６のスプレーノズル１６ｂから噴射された洗浄水ＣＷと接触する際の排ガスＥの温度が低くなり、洗浄水ＣＷは、排ガスＥからの熱を受けて蒸発し難くなる。このため、洗浄水ＣＷに含まれる水溶性ガスが気化して排ガスＥ側に移行し難くなる。
【００１１】
請求項２に記載した発明は、「半導体製造装置から排出された排ガスＥを熱分解処理する反応器１４、反応器１４で熱分解された処理済みの排ガスＥに洗浄水ＣＷを噴射するスプレーノズル１６ｂを有する出口スクラバー１６、および出口スクラバー１６に供給する洗浄水ＣＷを貯留するとともに、出口スクラバー１６から排出された洗浄水ＣＷを回収する水槽２０を備える排ガス処理装置１０において、出口スクラバー１６には、水槽２０からスプレーノズル１６ｂへと供給される洗浄水ＣＷを冷却する洗浄水冷却器４８が設けられている」ことを特徴とする排ガス処理装置１０である。
【００１２】
この発明によれば、出口スクラバー１６は、水槽２０から供給された洗浄水ＣＷを冷却する洗浄水冷却器４８を有しているので、出口スクラバー１６のスプレーノズル１６ｂから噴射する洗浄水ＣＷの水温を低下させることができ、洗浄水ＣＷは排ガスＥからの熱を受けても蒸発し難くなる。このため、洗浄水ＣＷに含まれる水溶性ガスが気化して排ガスＥ側に移行し難くなる。
【００１３】
請求項３に記載した発明は、「半導体製造装置から排出された排ガスＥを熱分解処理する反応器１４、反応器１４で熱分解された処理済みの排ガスＥに洗浄水ＣＷを噴射するスプレーノズル１６ｂを有する出口スクラバー１６、および出口スクラバー１６に供給する洗浄水ＣＷを貯留するとともに、出口スクラバー１６から排出された洗浄水ＣＷを回収する水槽２０を備える排ガス処理装置１０において、反応器１４と出口スクラバー１６との間で排ガスＥにシャワー水ＳＷを噴射するシャワー４２を備えており、水槽２０は、シャワー４２に供給するシャワー水ＳＷを貯留するとともに、排ガスＥに噴射されたシャワー水ＳＷを回収するシャワー水回収槽２０ａと、出口スクラバー１６に供給する洗浄水ＣＷを貯留するとともに、出口スクラバー１６から排出された洗浄水ＣＷを回収する出口スクラバー排水回収槽２０ｂとを有する」ことを特徴とする排ガス処理装置１０である。
【００１４】
この発明によれば、反応器１４で熱分解された処理済みの排ガスＥに含まれている水溶性ガスのうち、大半の水溶性ガスは出口スクラバー１６に導入される前にシャワー４２から噴射されたシャワー水ＳＷに吸収され、出口スクラバー１６で噴射された洗浄水ＣＷに吸収される水溶性ガスはごく僅かである。このため、排ガス処理装置１０を連続的に稼働させると、シャワー水ＳＷを回収するシャワー水回収槽２０ａ内における水溶性ガスの濃度は急激に高くなるが、シャワー水回収槽２０ａとは別に設けられた出口スクラバー排水回収槽２０ｂ内における水溶性ガスの濃度は高くなり難い。出口スクラバー１６で排ガスＥを洗浄する洗浄水ＣＷは、出口スクラバー排水回収槽２０ｂから供給されるので、出口スクラバー１６では、水溶性ガスの濃度が低い洗浄水ＣＷを用いて排ガスＥを洗浄することができる。このため、出口スクラバー１６で噴射される洗浄水ＣＷに含まれている水溶性ガスの濃度が不所望に高くならないので、洗浄水ＣＷの一部が排ガスＥからの熱を受けることによって蒸発しても排ガスＥ側に移行する水溶性ガスの量は少ない。
【００１５】
請求項４に記載した発明は、請求項１に記載した排ガス処理装置１０に関し、「半導体製造装置から排出された排ガスＥを熱分解処理する反応器１４、反応器１４で熱分解された処理済みの排ガスＥに洗浄水ＣＷを噴射するスプレーノズル１６ｂを有する出口スクラバー１６、および出口スクラバー１６に供給する洗浄水ＣＷを貯留するとともに、出口スクラバー１６から排出された洗浄水ＣＷを回収する水槽２０を備える排ガス処理装置１０において、出口スクラバー１６には、洗浄水ＣＷで洗浄される前の排ガスＥを冷却する冷却器１６ｄと、水槽２０からスプレーノズル１６ｂへと供給される洗浄水ＣＷを冷却する洗浄水冷却器４８とが設けられている」ことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項５に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載の排ガス処理装置１０に関し、「半導体製造装置から排出された排ガスＥを熱分解処理する反応器１４、反応器１４で熱分解された処理済みの排ガスＥに洗浄水ＣＷを噴射するスプレーノズル１６ｂを有する出口スクラバー１６、および出口スクラバー１６に供給する洗浄水ＣＷを貯留するとともに、出口スクラバー１６から排出された洗浄水ＣＷを回収する水槽２０を備える排ガス処理装置１０において、反応器１４と出口スクラバー１６との間において、排ガスＥにシャワー水ＳＷを噴射するシャワー４２を備えており、出口スクラバー１６には、洗浄水ＣＷで洗浄される前の排ガスＥを冷却する冷却器１６ｄまたは水槽２０からスプレーノズル１６ｂへと供給される洗浄水ＣＷを冷却する洗浄水冷却器４８の少なくとも一方が設けられており、水槽２０は、シャワー４２に供給するシャワー水ＳＷを貯留するとともに、排ガスＥに噴射されたシャワー水ＳＷを回収するシャワー水回収槽２０ａと、出口スクラバー１６に供給する洗浄水ＣＷを貯留するとともに、出口スクラバー１６から排出された洗浄水ＣＷを回収する出口スクラバー排水回収槽２０ｂとを有する」ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る排ガス処理装置によれば、連続して稼働しても、排ガス処理装置から排出される排ガスにおける水溶性ガスの濃度を低く維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を図示実施例に従って説明する。図１は、本発明に係る排ガス処理装置１０のフローを示す概略図である。この図が示すように排ガス処理装置１０は、大略、入口スクラバー１２、反応器１４、出口スクラバー１６、排気ファン１８、および水槽２０などで構成されている。
【００１９】
入口スクラバー１２は、図示しない半導体製造装置から排出された、ＰＦＣｓなどの人体や環境に対して有害な処理対象ガスを含む排ガスＥに含まれる粉塵や水溶性ガスなどを吸収して排ガスＥから洗浄除去するものであり、直管型のスクラバー本体１２ａと、スクラバー本体１２ａ内部に配設され、排ガスＥを反応器１４で熱分解する前に洗浄するための熱分解前洗浄水ＰＷを噴射するスプレーノズル１２ｂとを有する。また、熱分解前洗浄水ＰＷには、水あるいはアンモニアなどの薬液が添加された水（以下、「水等」という。）が用いられている。
【００２０】
この入口スクラバー１２の頂部は、入口ダクト２２を介して図示しない半導体製造装置と連結されており、半導体の製造工程で排出された各種排ガスＥが入口ダクト２２を通り、この入口スクラバー１２の頂部に導入されるようになっている。
【００２１】
また、本実施例では、入口スクラバー１２が、水槽２０と別個に配設されており、また、入口スクラバー１２と水槽２０とは、水洗ガス供給配管２４および排水管２６で接続されており、入口スクラバー１２からの排水（スプレーノズル１２ｂから噴射された熱分解前洗浄水ＰＷのうち、気化せずに入口スクラバー１２から排出される分）が水槽２０を構成するシャワー水回収槽２０ａ（後述）へと送り込まれるように構成されている。また、排水管２６の水槽側端部２６ａは、シャワー水回収槽２０ａの水面よりも低い位置に配設されることにより水封されている。なお、この入口スクラバー１２をシャワー水回収槽２０ａ上に立設して入口スクラバー１２の内部と水槽２０の内部とが互いに直接連通するようにしてもよい。
【００２２】
また、スプレーノズル１２ｂとシャワー水回収槽２０ａとは、配管２７を介して互いに連通されており、この配管２７の途中にはポンプ２８が取付られており、このポンプ２８でシャワー水回収槽２０ａ内に貯留した熱分解前洗浄水ＰＷをスプレーノズル１２ｂに供給するようになっている。
【００２３】
反応器１４は、排ガスＥを熱酸化分解法によって分解する装置であり、反応器本体３０、ガス供給パイプ３２および電熱ヒーター３４などによって構成されている。
【００２４】
反応器本体３０は、ステンレス(ＳＵＳ)製で円筒状の外皮ジャケットと、耐火材で構成された内張部材（図示せず）とで構成されており、内張部材の内部に排ガス分解処理室３６が形成されている。この反応器本体３０の下部には、ガス排出部３８が開設されるとともに、排ガス分解処理室３６にて分解処理された排ガスＥを、水槽２０へと送給する分解ガス送給配管４０が接続されている。また、反応器本体３０の底部の中心には、耐熱性・耐腐食性に優れた金属パイプで構成されたガス供給パイプ３２が立設されており、その周囲を電熱ヒーター３４が取り巻くように配設されている。
【００２５】
排ガス分解処理室３６に挿入された前記ガス供給パイプ３２には、入口スクラバー１２で洗浄された後、入口スクラバー１２の下端から導出された排ガスＥをガス供給パイプ３２へと送り込む水洗ガス供給配管２４の下流側端部が接続されている。
【００２６】
電熱ヒーター３４は、排ガス分解処理室３６内を加熱して排ガスＥを熱酸化分解させるためのものである。この電熱ヒーター３４としては、例えば炭化珪素の中実あるいは中空の棒状体で形成されたものなどが挙げられる。また、電熱ヒーター３４の端部には給電部３４ａが設けられており、この給電部３４ａに図示しない電源から電力が供給され、電熱ヒーター３４が発熱するようになっている。
【００２７】
なお、本実施例の排ガス処理装置１０では、排ガス分解処理室３６内部の温度を測定する温度センサー３７が取り付けられており、この温度センサー３７で測定した温度に基づいて給電部３４ａに供給する電力が制御されるようになっている。
【００２８】
また、反応器１４とシャワー水回収槽２０ａとは、分解ガス送給配管４０によって互いに連通されており、この分解ガス送給配管４０の上流側には、シャワー４２が取り付けられている。シャワー４２は、反応器１４内で排ガスＥを熱分解したときに副生される粉塵や水溶性ガスなどを除去するとともに、反応器１４内で電熱ヒーター３４からの熱を受けて高温となった排ガスＥを冷却するためのシャワー水ＳＷを噴射するものである。シャワー水ＳＷには、シャワー水回収槽２０ａからポンプ２８で揚上した水等が用いられる。つまり、入口スクラバー１２で噴射される熱分解前洗浄水ＰＷと、分解ガス送給配管４０においてシャワー４２から噴射されるシャワー水ＳＷとは、どちらもシャワー水回収槽２０ａからポンプ２８を介して供給された水等である。
【００２９】
出口スクラバー１６は、シャワー４２から噴射されたシャワー水ＳＷで粉塵や水溶性ガスなどが除去された後の排ガスＥをさらに洗浄するとともに、高温の排ガスＥをさらに冷却するためのものであり、水槽２０を構成する出口スクラバー排水回収槽２０ｂ（後述）の上面に立設された直管型のスクラバー本体１６ａと、排ガスＥの通流方向に対向するように上方から洗浄水ＣＷを噴射する下向きのスプレーノズル１６ｂと、スプレーノズル１６ｂよりも排ガスＥの流れにおける下流側で排ガスＥに新水ＮＷを噴射する新水スプレーノズル１６ｃと、スプレーノズル１６ｂよりも排ガスＥの流れにおける上流側に配設され、排ガスＥを冷却する冷却器１６ｄとを有している。なお、本明細書において、新水ＮＷとは、水溶性ガスを含んでいない水等、つまり、未だ排ガスＥに対して噴射されたことのない水等をいい、例えば、市水や工業用水などが挙げられる。また、冷却器１６ｄは、排ガスＥを冷却するができればどのようなものであってもよく、例えば、電気式のチラーや吸収式冷却器などが挙げられる。
【００３０】
本実施例では、出口スクラバー１６が、出口スクラバー排水回収槽２０ｂの上方に立設されており、スプレーノズル１６ｂから噴射された洗浄水ＣＷおよび新水スプレーノズル１６ｃから噴射された新水ＮＷは、出口スクラバー１６からの排水として出口スクラバー排水回収槽２０ｂに回収される。なお、この出口スクラバー１６を出口スクラバー排水回収槽２０ｂと別個に配設するとともに、出口スクラバー１６の下部と出口スクラバー排水回収槽２０ｂとを配管で接続し、出口スクラバー１６からの排水が出口スクラバー排水回収槽２０ｂへと送り込まれるようにしてもよい。また、洗浄水ＣＷにも、熱分解前洗浄水ＰＷやシャワー水ＳＷと同じ水等が用いられている。
【００３１】
また、スプレーノズル１６ｂと出口スクラバー排水回収槽２０ｂとは洗浄水供給配管４４を介して互いに連通されている。また、この洗浄水供給配管４４には、ポンプ４６が取り付けられており、出口スクラバー排水回収槽２０ｂ内に貯留された洗浄水ＣＷをスプレーノズル１６ｂに供給するようになっている。さらに、スプレーノズル１６ｂとポンプ４６との間における洗浄水供給配管４４には、出口スクラバー排水回収槽２０ｂから供給された洗浄水ＣＷを冷却する洗浄水冷却器４８が取り付けられている。なお、洗浄水冷却器４８は、洗浄水ＣＷを冷却するができればどのようなものであってもよく、例えば、電気式のチラーや吸収式冷却器などが挙げられる。
【００３２】
排気ファン１８は、出口スクラバー１６の頂部出口に接続されており、この排気ファン１８が稼働することによって排ガス処理装置１０の内部が常に大気圧よりも低い圧力（＝負圧）に保たれている。このため、熱分解処理前の排ガスＥや処理済みの高温排ガスＥが誤って排ガス処理装置１０から外部へ漏れ出すことがない。
【００３３】
水槽２０は、熱分解前洗浄水ＰＷ、シャワー水ＳＷおよび洗浄水ＣＷを貯留するタンクであり、その内部は、仕切り部材５０によってシャワー水回収槽２０ａと出口スクラバー排水回収槽２０ｂとに分割されている。また、仕切り部材５０は、水槽２０内の底面から立設された板材であり、その上端と水槽２０内の天面との間には開口５２が設けられており、後述するように排ガス処理装置１０の稼働中は、この開口５２を排ガスＥが通り抜けることになる。
【００３４】
シャワー水回収槽２０ａは、入口スクラバー１２で噴射された熱分解前洗浄水ＰＷおよびシャワー４２から噴射されたシャワー水ＳＷを回収するとともに、入口スクラバー１２およびシャワー４２に対し、ポンプ２８を介して供給する水等、つまり熱分解前洗浄水ＰＷおよびシャワー水ＳＷを貯留する水槽である。
【００３５】
出口スクラバー排水回収槽２０ｂは、出口スクラバー１６のスプレーノズル１６ｂから排出された洗浄水ＣＷおよび新水スプレーノズル１６ｃから噴射された新水ＮＷを回収するとともに、出口スクラバー１６のスプレーノズル１６ｂに供給する水等、つまり洗浄水ＣＷを貯留する水槽である。
【００３６】
また、出口スクラバー排水回収槽２０ｂには、出口スクラバー１６の新水スプレーノズル１６ｃから噴射された新水ＮＷが常に供給されているので、所定量以上の水等が溜まらないように余剰の水等は仕切り部材５０を越えてシャワー水回収槽２０ａへオーバーフローするようになっている。
【００３７】
また、シャワー水回収槽２０ａは、上述のように、水等が出口スクラバー排水回収槽２０ｂからオーバーフローしてくるので、所定量以上の水等が溜まらないように排水管５４が配設されている。排水管５４は、シャワー水回収槽２０ａに貯留された水等を図示しない排水処理装置へ送るための配管であり、その一方端は、排水処理装置に接続されており、他方端は、シャワー水回収槽２０ａの底面から所定の高さに配設されている。したがって、シャワー水回収槽２０ａの水面位置は、排水管５４の他方端の位置よりも高くならない。
【００３８】
なお、本実施例の排ガス処理装置１０における反応器１４を除く他の部分には、排ガスＥに含まれる、或いは、排ガスＥを分解することによって生じるフッ酸などの腐食性成分による腐食から各部を守るため、塩化ビニル、ポリエチレン、不飽和ポリエステル樹脂およびフッ素樹脂などによる耐腐食性のライニングやコーティングが施されている。
【００３９】
次に、本実施例の排ガス処理装置１０の作用について説明する。半導体製造装置から排出された排ガスＥは、入口ダクト２２を介して入口スクラバー１２内に導入され、スプレーノズル１２ｂから噴射された熱分解前洗浄水ＰＷと接触する。そして、排ガスＥ中の粉塵および水溶性ガスなどは、スプレーノズル１２ｂから噴射されて微細液滴となった熱分解前洗浄水ＰＷに捕捉された後、水洗ガス供給配管２４および排水管２６を通ってシャワー水回収槽２０ａに送り込まれる。
【００４０】
入口スクラバー１２で洗浄された低温湿潤の排ガスＥは、水洗ガス供給配管２４を介してガス供給パイプ３２へと送り込まれる。排ガスＥはガス供給パイプ３２を上昇し、その上昇中に周囲温度によって加熱され、十分予熱された時点でガス供給パイプ３２の先端から排ガス分解処理室３６内に放出される。
【００４１】
十分予熱された後、ガス供給パイプ３２の先端から反応器本体３０内(具体的には排ガス分解処理室３６内)に放出された排ガスＥは、十分な高温に保たれている排ガス分解処理室３６内で直ちに熱分解される。このとき、排ガスＥの熱分解により水溶性ガスであるフッ素(Ｆ2)や塩素（Ｃｌ2）が発生する。
【００４２】
このようにして熱分解された排ガスＥは、続いてガス排出部３８を経由して分解ガス送給配管４０に導入される。
【００４３】
分解ガス送給配管４０内には、シャワー４２が取り付けられており、排ガス分解処理室３６にて分解された最も高温でかつ最も分子運動が盛んな状態の排ガスＥに直接シャワー水ＳＷを噴射できるので、排ガスＥとシャワー水ＳＷとが高い確率で気液接触する。つまり、排ガスＥの熱分解によって副生した粉塵や水溶性ガス(例えばＦ2)とシャワー水ＳＷとが高い確率で気液接触する。このため、粉塵や水溶性ガスを効率よくシャワー水ＳＷ中に溶解・吸収させることができ、後述する出口スクラバー１６での排ガス処理負荷を軽減させることができるとともに、分解ガス送給配管４０内に粉塵などが堆積するのを防止することができる。加えて、反応器１４で熱分解された高温の排ガスＥを出口スクラバー１６へ送る前に予め冷却することができ、このシャワー４２以降の排ガス流路を形成する材料として耐熱性を抑えた低廉なもの（例えば、表面に耐腐食性の樹脂皮膜を設けたステンレス材など）を使用することができる。
【００４４】
なお、シャワー４２にて噴射されたシャワー水ＳＷおよび排ガスＥは、分解ガス送給配管４０を流下した後、シャワー水回収槽２０ａへと送られて貯留される。
【００４５】
続いて、シャワー４２によって粉塵や水溶性ガスが効果的に除去されるとともに、冷却された排ガスＥは、水槽２０内の開口５２を通って出口スクラバー１６に導入される。
【００４６】
出口スクラバー１６に導入された排ガスＥは、冷却器１６ｄで冷却された後、スプレーノズル１６ｂから噴射された洗浄水ＣＷと気液接触する。これにより、排ガスＥ中に残存する粉塵や水溶性ガスは洗浄水ＣＷ中に溶解・吸収されるとともに、排ガスＥはさらに冷却される。
【００４７】
洗浄水ＣＷの噴射を受けた排ガスＥは、さらに新水スプレーノズル１６ｃから噴射された新水ＮＷと気液接触する。これにより、排ガスＥは十分に冷却されるとともに、排ガスＥ中に含まれる粉塵や水溶性ガスはほぼ完全に除去される。また、洗浄水ＣＷが排ガスＥと気液接触したとき、一部の洗浄水ＣＷが蒸発して当該洗浄水ＣＷに含まれていた水溶性ガスが気化しても、この気化した水溶性ガスは、洗浄水ＣＷの後で排ガスＥに噴射される新水ＮＷに再び取り込まれることになる。
【００４８】
そして、出口スクラバー１６内にて十分な洗浄と温度低下がなされた処理済の排ガスＥは、排気ファン１８によって大気中へと放出される。
【００４９】
本実施例の排ガス処理装置１０によれば、まず始めに半導体製造装置から排出された排ガスＥを入口スクラバー１２で水洗しているので、排ガスＥ中から粉塵や水溶性ガスを除去することができる。また、この入口スクラバー１２の内部はスプレーノズル１２ｂより噴射された熱分解前洗浄水ＰＷで満たされているので、反応器１４内において水素などの可燃性成分が燃焼して火炎が生じたとしても、この入口スクラバー１２よりも上流側、すなわち半導体製造装置に向けて火炎が伝播する心配はない。
【００５０】
また、出口スクラバー１６は、排ガスＥを冷却する冷却器１６ｄを有しており、排ガスＥは、洗浄水ＣＷで洗浄される前に冷却器１６ｄで冷却されるので、出口スクラバー１６のスプレーノズル１６ｂから噴射された洗浄水ＣＷと接触する際の排ガスＥの温度が低くなり、洗浄水ＣＷは、排ガスＥからの熱を受けて蒸発し難くなる。このため、洗浄水ＣＷに含まれる水溶性ガスが気化して排ガスＥ側に移行し難くなり、排ガス処理装置１０を連続して稼働しても、排ガス処理装置１０から排出される排ガスＥにおける水溶性ガスの濃度を低く維持することができる。
【００５１】
また、出口スクラバー１６は、出口スクラバー排水回収槽２０ｂから供給された洗浄水ＣＷを冷却する洗浄水冷却器４８を有しているので、出口スクラバー１６のスプレーノズル１６ｂから噴射する洗浄水ＣＷの水温を低下させることができ、洗浄水ＣＷは排ガスＥからの熱を受けても蒸発し難くなる。このため、洗浄水ＣＷに含まれる水溶性ガスが気化して排ガスＥ側に移行し難くなり、排ガス処理装置１０を連続して稼働しても、排ガス処理装置１０から排出される排ガスＥにおける水溶性ガスの濃度を低く維持することができる。
【００５２】
また、本実施例の排ガス処理装置１０によれば、反応器１４で熱分解された処理済みの排ガスＥに含まれている水溶性ガスのうち、大半の水溶性ガスは出口スクラバー１６に導入される前にシャワー４２から噴射されたシャワー水ＳＷに吸収され、出口スクラバー１６で噴射された新水ＮＷや洗浄水ＣＷに吸収される水溶性ガスはごく僅かである。このため、排ガス処理装置１０を連続的に稼働させると、シャワー水ＳＷを回収するシャワー水回収槽２０ａ内における水溶性ガスの濃度は急激に高くなるが、シャワー水回収槽２０ａとは別に設けられた出口スクラバー排水回収槽２０ｂ内における水溶性ガスの濃度は高くなり難い。出口スクラバー１６で排ガスＥを洗浄する洗浄水ＣＷは、出口スクラバー排水回収槽２０ｂから供給されるので、出口スクラバー１６では、水溶性ガスの濃度が低い洗浄水ＣＷを用いて排ガスＥを洗浄することができる。このため、出口スクラバー１６で噴射される洗浄水ＣＷに含まれている水溶性ガスの濃度が不所望に高くならないので、洗浄水ＣＷの一部が排ガスＥからの熱を受けることによって蒸発しても排ガスＥ側に移行する水溶性ガスの量は少なく、排ガス処理装置１０を連続して稼働しても、排ガス処理装置１０から排出される排ガスＥにおける水溶性ガスの濃度を低く維持することができる。
【００５３】
なお、本実施例では、反応器１４の熱源に電熱ヒーター３４が用いられているが、反応器１４の熱源として大気圧プラズマや燃料の燃焼熱など他の熱源を用いることができる。
【００５４】
また、入口スクラバー１２は、本発明における必須の構成要素ではなく、半導体製造装置から排出される排ガスＥに含まれる粉塵や水溶性ガスの濃度が低い場合には、入口スクラバー１２を省略してもよい。
【００５５】
また、本実施例では、水槽２０に仕切り部材５０を設けることにより、水槽２０をシャワー水回収槽２０ａと出口スクラバー排水回収槽２０ｂとに分けているが、図２に示すように、シャワー水回収槽２０ａと出口スクラバー排水回収槽２０ｂとをそれぞれ別個独立した水槽としてもよい。この場合、分解ガス送給配管４０は、反応器１４と出口スクラバー１６とが互いに連通するようにして配設する必要がある。また、出口スクラバー排水回収槽２０ｂからのオーバーフローは、排水処理装置（図示せず）に直接送るようにしてもよいが、オーバーフロー配管６０を通してシャワー水回収槽２０ａへ送るのが好適である。出口スクラバー排水回収槽２０ｂからのオーバーフローを排水処理装置に直接送る場合、シャワー水回収槽２０ａに別途水等を供給し、シャワー水回収槽２０ａ内の粉塵や水溶性ガスの濃度が高くなりすぎるのを回避する必要があり、出口スクラバー排水回収槽２０ｂからのオーバーフローをシャワー水回収槽２０ａに送る場合には、本実施例で示したとおり、シャワー水回収槽２０ａに別途水を供給する必要はないからである。また、オーバーフロー配管６０のシャワー水回収槽２０ａ側端は、シャワー水回収槽２０ａ内の水面位置よりも低い位置において接続するとよい。これにより、排ガスＥがオーバーフロー配管６０内を通ってシャワー水回収槽２０ａから出口スクラバー排水回収槽２０ｂへ通流することを防止することができる。
【００５６】
さらに、本実施例では、洗浄水ＣＷを冷却する洗浄水冷却器４８がスプレーノズル１６ｂと出口スクラバー排水回収槽２０ｂとを互いに連通する洗浄水供給配管４４に取り付けられているが、この洗浄水冷却器４８は、スプレーノズル１６ｂから噴射される洗浄水ＣＷを冷却することができれば、例えば出口スクラバー排水回収槽２０ｂ内に配設して出口スクラバー排水回収槽２０ｂに貯留された洗浄水ＣＷを冷却するようにしてもよい。
【００５７】
また、本実施例では、新水ＮＷを出口スクラバー１６で噴射するようにしているが、新水ＮＷを出口スクラバー排水回収槽２０ｂへ直接供給するようにしてもよい。ただし、上述したように、一部の洗浄水ＣＷが蒸発して当該洗浄水ＣＷに含まれていた水溶性ガスが気化しても、この気化した水溶性ガスを新水ＮＷに取り込むことができる点において、出口スクラバー１６で新水ＮＷを噴射することが好適である。
【００５８】
また、新水スプレーノズル１６ｃを冷却器１６ｄよりも排ガスＥの流れにおける上流側に配設し、冷却器１６ｄで冷却される前の排ガスＥに新水ＮＷを噴射してもよい。この場合、出口スクラバー１６に導入された排ガスＥに対して最初に新水ＮＷが噴射されるので、排ガスＥから熱を受けた新水ＮＷの一部は蒸発するが、新水ＮＷ中には水溶性ガスが含まれていないので新水ＮＷの蒸発によって排ガスＥ中の水溶性ガス濃度が増加することはない。そして、新水ＮＷが噴射されることによって十分に温度が低下した排ガスＥに洗浄水ＣＷを噴霧するので、洗浄水ＣＷは蒸発することがなく、洗浄水ＣＷに含まれている水溶性ガスが気化して排ガスＥ中の水溶性ガス濃度を増加することもない。したがって、排ガス処理装置１０を連続して稼働しても、排ガス処理装置１０から排出される排ガスＥにおける水溶性ガスの濃度を低く維持することができる。
【００５９】
また、本実施例では、シャワー水回収槽２０ａからシャワー水ＳＷを供給しているが、洗浄水供給配管４４を分岐して、出口スクラバー排水回収槽２０ｂからシャワー水ＳＷを供給するようにしてもよい。
【００６０】
また、本実施例では、水溶性ガスとしてフッ素（Ｆ2）および塩素（Ｃｌ2）を例にとって説明したが、本発明が適用された排ガス処理装置１０によれば、排ガス処理装置１０から排出される排ガスＥ中において、半導体製造装置からの排ガスＥを熱分解したときに副生される他の水溶性ガス[例えば、塩化水素（ＨＣｌ）、フッ化水素（ＨＦ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）あるいは三酸化ケイ素（ＳｉＯ3）]の濃度を低く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明にかかる排ガス処理装置を示す概略図である。
【図２】本発明にかかる排ガス処理装置（他の実施例）を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６２】
Ｅ  …排ガス
ＮＷ…新水
ＰＷ…熱分解前洗浄水
ＳＷ…シャワー水
１０…排ガス処理装置
１２…入口スクラバー
１２ｂ…スプレーノズル
１４…反応器
１６…出口スクラバー
１６ｂ…スプレーノズル
１６ｃ…新水スプレーノズル
１６ｄ…冷却器
１８…排気ファン
２０…水槽
２０ａ…シャワー水回収槽
２０ｂ…出口スクラバー排水回収槽
２２…入口ダクト
２４…水洗ガス供給配管
２６…排水管
２７…配管
２８…ポンプ
３０…反応器本体
３２…ガス供給パイプ
３４…電熱ヒーター
３６…排ガス分解処理室
３７…温度センサー
３８…ガス排出部
４０…分解ガス送給配管
４２…シャワー
４４…洗浄水供給配管
４６…ポンプ
４８…洗浄水冷却器
５０…仕切り部材
５２…開口
５４…排水管
６０…オーバーフロー配管
【図１】
2009082893.tif 000003
【図２】
2009082893.tif 000004