JPH11218318A - 排ガス処理設備 - Google Patents
排ガス処理設備Info
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Classifications
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
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-
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排ガス中に含まれているフッ素化合物ガスを
効率よく燃焼により分解処理することのできる排ガス処
理設備を提供すること。 【解決手段】 本発明は、１種以上のフッ素化合物ガス
と１種以上のキャリヤガスとを含む排ガスを処理する設
備において、排ガス中のフッ素化合物ガスの濃度を高め
るための濃縮装置１４と、酸素富化空気を生成する酸素
富化空気生成装置２２と、濃縮装置１４によりフッ素化
合物ガスの濃度が高められた排ガスを受け入れ、酸素富
化空気生成装置２２により生成された酸素富化空気を用
いて、この排ガス中のフッ素化合物ガスを燃焼し分解処
理する燃焼装置１６とを備えることを特徴としている。
フッ素化合物ガスの濃度を高めることで、燃焼装置１６
での燃焼分解の効率が高められる。
効率よく燃焼により分解処理することのできる排ガス処
理設備を提供すること。 【解決手段】 本発明は、１種以上のフッ素化合物ガス
と１種以上のキャリヤガスとを含む排ガスを処理する設
備において、排ガス中のフッ素化合物ガスの濃度を高め
るための濃縮装置１４と、酸素富化空気を生成する酸素
富化空気生成装置２２と、濃縮装置１４によりフッ素化
合物ガスの濃度が高められた排ガスを受け入れ、酸素富
化空気生成装置２２により生成された酸素富化空気を用
いて、この排ガス中のフッ素化合物ガスを燃焼し分解処
理する燃焼装置１６とを備えることを特徴としている。
フッ素化合物ガスの濃度を高めることで、燃焼装置１６
での燃焼分解の効率が高められる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置等
から排出される排ガスに含まれているパーフルオロカー
ボンガス、ＣＨＦ3、ＳＦ6、ＮＦ3等を分解処理するた
めの排ガス処理設備に関するものである。
から排出される排ガスに含まれているパーフルオロカー
ボンガス、ＣＨＦ3、ＳＦ6、ＮＦ3等を分解処理するた
めの排ガス処理設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの集積度の向上に
伴って半導体製造プロセスのＣＶＤ工程やエッチング工
程或はチャンバ洗浄工程において、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3
Ｆ8、Ｃ4Ｆ10等のパーフルオロカーボンやＣＨＦ3、Ｓ
Ｆ6、ＮＦ3のようなフッ素化合物ガスが使用されるよう
になってきた。
伴って半導体製造プロセスのＣＶＤ工程やエッチング工
程或はチャンバ洗浄工程において、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3
Ｆ8、Ｃ4Ｆ10等のパーフルオロカーボンやＣＨＦ3、Ｓ
Ｆ6、ＮＦ3のようなフッ素化合物ガスが使用されるよう
になってきた。
【０００３】上記のフッ素化合物ガスは窒素ガス等と共
に半導体製造装置に導入され、エッチング工程等に使用
され排出されるが、その排ガス中には未反応のままのフ
ッ素化合物ガスが極く僅かであるが残っている。従来、
このような未反応のフッ素化合物ガスはそのまま大気中
に放出していた。しかしながら、現在では、少なくとも
上で列挙したフッ素化合物ガスはオゾン層の破壊に関連
すると考えられ、地球温暖化防止の見地から回収又は分
解処理を行うことが要請されている。
に半導体製造装置に導入され、エッチング工程等に使用
され排出されるが、その排ガス中には未反応のままのフ
ッ素化合物ガスが極く僅かであるが残っている。従来、
このような未反応のフッ素化合物ガスはそのまま大気中
に放出していた。しかしながら、現在では、少なくとも
上で列挙したフッ素化合物ガスはオゾン層の破壊に関連
すると考えられ、地球温暖化防止の見地から回収又は分
解処理を行うことが要請されている。
【０００４】そこで、排ガス中のフッ素化合物ガスを濃
縮して回収しリサイクル利用する手段（例えば特開平９
−１０３６３３号）、或は、燃焼による分解処理を行う
手段（例えば特開平９−１０８５３２号）が提案されて
いる。
縮して回収しリサイクル利用する手段（例えば特開平９
−１０３６３３号）、或は、燃焼による分解処理を行う
手段（例えば特開平９−１０８５３２号）が提案されて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した特開平９−１
０３６３３号公報に記載の回収手段及び特開平９−１０
８５３２号に記載の燃焼分解手段は一定の成果が得られ
ている。
０３６３３号公報に記載の回収手段及び特開平９−１０
８５３２号に記載の燃焼分解手段は一定の成果が得られ
ている。
【０００６】しかし、通常、排ガス源である半導体製造
装置は複数あり、エッチングやチャンバ洗浄等がランダ
ムに行われるため、排ガスの成分比及び流量はかなり変
動する。このため、従来の回収手段では再利用可能な程
度までフッ素化合物ガスを濃縮し回収することは困難で
あった。
装置は複数あり、エッチングやチャンバ洗浄等がランダ
ムに行われるため、排ガスの成分比及び流量はかなり変
動する。このため、従来の回収手段では再利用可能な程
度までフッ素化合物ガスを濃縮し回収することは困難で
あった。
【０００７】また、排ガス中のフッ素化合物ガスの含有
量は微少である。このため、従来技術ではフッ素化合物
ガスを効率よく燃焼分解することも困難であった。
量は微少である。このため、従来技術ではフッ素化合物
ガスを効率よく燃焼分解することも困難であった。
【０００８】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、排ガス中に含まれているフッ素化
合物ガスを効率よく燃焼により分解処理することのでき
る排ガス処理設備を提供することにある。
であり、その目的は、排ガス中に含まれているフッ素化
合物ガスを効率よく燃焼により分解処理することのでき
る排ガス処理設備を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、１種以上のフッ素化合物ガスと１種以上
のキャリヤガスとを含む排ガスを処理する設備におい
て、排ガス中のフッ素化合物ガスの濃度を高めるための
濃縮装置と、濃縮装置によりフッ素化合物ガスの濃度が
高められた排ガスを受け入れ、空気を用いてこの排ガス
中のフッ素化合物ガスを燃焼し分解処理する燃焼装置と
を備えることを特徴としている。ここで、フッ素化合物
ガスとは、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ10等のパーフ
ルオロカーボン、ＣＨＦ3、ＳＦ6、ＮＦ3及びその混合
物から成る群より選ばれたガスをいう。
に、本発明は、１種以上のフッ素化合物ガスと１種以上
のキャリヤガスとを含む排ガスを処理する設備におい
て、排ガス中のフッ素化合物ガスの濃度を高めるための
濃縮装置と、濃縮装置によりフッ素化合物ガスの濃度が
高められた排ガスを受け入れ、空気を用いてこの排ガス
中のフッ素化合物ガスを燃焼し分解処理する燃焼装置と
を備えることを特徴としている。ここで、フッ素化合物
ガスとは、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ10等のパーフ
ルオロカーボン、ＣＨＦ3、ＳＦ6、ＮＦ3及びその混合
物から成る群より選ばれたガスをいう。
【００１０】フッ素化合物ガスの濃度が低い場合、すな
わち排ガス中にキャリヤガスが多量に含まれている場合
には、燃焼装置において熱エネルギの多くがキャリアガ
スにより吸収され、フッ素化合物ガスの分解効率は低く
くなるが、本発明によれば、排ガスを燃焼装置に導入す
る前に予めフッ素化合物ガスの濃度を高めているため、
高効率でこれを燃焼分解することができる。
わち排ガス中にキャリヤガスが多量に含まれている場合
には、燃焼装置において熱エネルギの多くがキャリアガ
スにより吸収され、フッ素化合物ガスの分解効率は低く
くなるが、本発明によれば、排ガスを燃焼装置に導入す
る前に予めフッ素化合物ガスの濃度を高めているため、
高効率でこれを燃焼分解することができる。
【００１１】濃縮装置としては種々の型式が考えられる
が、確実で安定した効果を得るためには、排ガス中のキ
ャリヤガスを膜分離し除去することによりフッ素化合物
ガスの濃度を高める膜分離方式のものが有効である。
が、確実で安定した効果を得るためには、排ガス中のキ
ャリヤガスを膜分離し除去することによりフッ素化合物
ガスの濃度を高める膜分離方式のものが有効である。
【００１２】また、本発明の排ガス処理装置は、酸素富
化空気を生成する酸素富化空気生成装置を備え、燃焼装
置に導入される空気は酸素富化空気とすることが好まし
い。
化空気を生成する酸素富化空気生成装置を備え、燃焼装
置に導入される空気は酸素富化空気とすることが好まし
い。
【００１３】燃焼装置は、処理筒と、この処理筒の一端
に取り付けられ、処理筒の内部に燃焼用空気として酸素
富化空気を導入する燃焼用空気導入管と、燃焼用空気導
入管の内側に配設され、処理筒の内部に燃料ガスを導入
する燃料ガス導入管と、燃料ガス導入管の内側に配設さ
れ、処理筒の内部に排ガスを導入する排ガス導入管と、
燃焼用空気導入管の空気出口側の端部から処理筒の他端
の近傍まで延びる炎導管と、処理筒の側壁及び炎導管の
間の空間に冷却用空気を導入するための冷却用空気導入
手段と、処理筒の他端に設けられた、処理済み排ガスを
排出するための出口ノズルとを備えたものが好適であ
る。かかる燃焼装置においては、燃料ガスと酸素富化の
燃焼用空気の混合ガスを点火すると、火炎は炎導管内を
延びていき、高熱状態を保つことができる。従って、フ
ッ素化合物ガスの燃焼分解が効率よく行われることとな
る。
に取り付けられ、処理筒の内部に燃焼用空気として酸素
富化空気を導入する燃焼用空気導入管と、燃焼用空気導
入管の内側に配設され、処理筒の内部に燃料ガスを導入
する燃料ガス導入管と、燃料ガス導入管の内側に配設さ
れ、処理筒の内部に排ガスを導入する排ガス導入管と、
燃焼用空気導入管の空気出口側の端部から処理筒の他端
の近傍まで延びる炎導管と、処理筒の側壁及び炎導管の
間の空間に冷却用空気を導入するための冷却用空気導入
手段と、処理筒の他端に設けられた、処理済み排ガスを
排出するための出口ノズルとを備えたものが好適であ
る。かかる燃焼装置においては、燃料ガスと酸素富化の
燃焼用空気の混合ガスを点火すると、火炎は炎導管内を
延びていき、高熱状態を保つことができる。従って、フ
ッ素化合物ガスの燃焼分解が効率よく行われることとな
る。
【００１４】更に本発明は、濃縮装置と燃焼装置との間
に、濃縮装置からの排ガスに酸素富化空気を混合させる
手段を設けたことを特徴としている。これにより、火炎
は排ガスの全体に行き渡ることになる。
に、濃縮装置からの排ガスに酸素富化空気を混合させる
手段を設けたことを特徴としている。これにより、火炎
は排ガスの全体に行き渡ることになる。
【００１５】また、半導体製造工場等においては、空気
を原料とする窒素ガス製造装置が設置されているのが一
般的である。空気を原料として窒素ガスを製造した場
合、空気から窒素を分離して取り出した結果として、酸
素富化空気が生成される。従来であればこの酸素富化空
気は大気に廃棄していたが、本発明では、窒素ガス製造
装置を酸素富化空気生成装置として用い、窒素ガス製造
装置からの酸素富化空気を排ガス燃焼用の空気として有
効利用できるようにしている。
を原料とする窒素ガス製造装置が設置されているのが一
般的である。空気を原料として窒素ガスを製造した場
合、空気から窒素を分離して取り出した結果として、酸
素富化空気が生成される。従来であればこの酸素富化空
気は大気に廃棄していたが、本発明では、窒素ガス製造
装置を酸素富化空気生成装置として用い、窒素ガス製造
装置からの酸素富化空気を排ガス燃焼用の空気として有
効利用できるようにしている。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による排ガス処理
設備の好適な実施形態を示している。以下、半導体製造
工場における複数のＣＶＤ装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ
を排ガス源として説明するが、排ガス源はこれに限られ
ず、エッチング装置や液晶デバイス等の製造装置その他
が考えられる。また、以下の説明において、排ガスは、
ＣＶＤプロセスにおいて用いられたＣＦ4ガス及び窒素
ガス（キャリヤガス）から成り、塵埃や副生成物である
ケイ素化合物等の不純物も含まれているものとする。
設備の好適な実施形態を示している。以下、半導体製造
工場における複数のＣＶＤ装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ
を排ガス源として説明するが、排ガス源はこれに限られ
ず、エッチング装置や液晶デバイス等の製造装置その他
が考えられる。また、以下の説明において、排ガスは、
ＣＶＤプロセスにおいて用いられたＣＦ4ガス及び窒素
ガス（キャリヤガス）から成り、塵埃や副生成物である
ケイ素化合物等の不純物も含まれているものとする。
【００１７】図示実施形態の排ガス処理設備は、直列に
配置された前処理装置１２、濃縮装置１４、燃焼装置１
６、排気ブロア１８及び湿式スクラバ２０を備えてい
る。また、この排ガス処理設備は酸素富化空気を利用し
ており、酸素富化空気の生成装置として、ＣＶＤ装置１
０ａ，１０ｂ，１０ｃに高純度の窒素ガスを供給するた
めに半導体製造工場の敷地内に設置された窒素ガス製造
装置２２を用いている。
配置された前処理装置１２、濃縮装置１４、燃焼装置１
６、排気ブロア１８及び湿式スクラバ２０を備えてい
る。また、この排ガス処理設備は酸素富化空気を利用し
ており、酸素富化空気の生成装置として、ＣＶＤ装置１
０ａ，１０ｂ，１０ｃに高純度の窒素ガスを供給するた
めに半導体製造工場の敷地内に設置された窒素ガス製造
装置２２を用いている。
【００１８】前処理装置１２のガス導入口には各ＣＶＤ
装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃの排気口が接続されてい
る。排気ブロア１８を作動させると、その吸引力により
複数のＣＶＤ装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃからの排ガス
が前処理装置１２に導入され、以降、１ラインの排ガス
処理設備により処理され得るようになっている。この前
処理装置１２は、濃縮装置１４の機能を損なう排ガス中
の不純物を除去するためのものであり、不純物の種類に
応じてフィルタ、湿式スクラバ若しくは乾式スクラバ又
はこれらの組合せ等から構成される。勿論、不純物が濃
縮装置１４の機能を損なわず、濃縮装置１４において除
去される種類のものであれば、前処理装置１２は必須の
ものではない。
装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃの排気口が接続されてい
る。排気ブロア１８を作動させると、その吸引力により
複数のＣＶＤ装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃからの排ガス
が前処理装置１２に導入され、以降、１ラインの排ガス
処理設備により処理され得るようになっている。この前
処理装置１２は、濃縮装置１４の機能を損なう排ガス中
の不純物を除去するためのものであり、不純物の種類に
応じてフィルタ、湿式スクラバ若しくは乾式スクラバ又
はこれらの組合せ等から構成される。勿論、不純物が濃
縮装置１４の機能を損なわず、濃縮装置１４において除
去される種類のものであれば、前処理装置１２は必須の
ものではない。
【００１９】前処理装置１２により不純物が除去された
排ガスは濃縮装置１４に導入される。濃縮装置１４は、
排ガスから窒素ガスを分離除去しＣＦ4ガスの濃度を高
めるためのものであり、種々の型式の装置が適用可能で
あるが、濃縮効率の高さ、低コスト、確実性の観点から
周知の膜分離方式が好ましい。特に、フランス国、エア
・リキード社による濃縮装置（特開平９−１０３６３３
号公報参照）は、導入前の排ガス中に３０００〜３００
００ｐｐｍのＣＦ4ガスが含有されている場合、このＣ
Ｆ4ガスを１５〜９９％の濃度にまで濃縮することが可
能であり、有効である。なお、濃縮装置１４により分離
された窒素ガスは無害であるので、大気中にそのまま放
出される。
排ガスは濃縮装置１４に導入される。濃縮装置１４は、
排ガスから窒素ガスを分離除去しＣＦ4ガスの濃度を高
めるためのものであり、種々の型式の装置が適用可能で
あるが、濃縮効率の高さ、低コスト、確実性の観点から
周知の膜分離方式が好ましい。特に、フランス国、エア
・リキード社による濃縮装置（特開平９−１０３６３３
号公報参照）は、導入前の排ガス中に３０００〜３００
００ｐｐｍのＣＦ4ガスが含有されている場合、このＣ
Ｆ4ガスを１５〜９９％の濃度にまで濃縮することが可
能であり、有効である。なお、濃縮装置１４により分離
された窒素ガスは無害であるので、大気中にそのまま放
出される。
【００２０】ＣＦ4ガスが濃縮された排ガス（以下、
「濃縮済み排ガス」という）は、この後、図１の符号２
４の点で、酸素富化空気生成装置である窒素ガス製造装
置２２からの酸素富化空気と混合される。前述したよう
に、窒素ガス製造装置２２は通常、半導体製造工場に設
置されており、高純度の窒素ガスを空気から製造する場
合に、酸素富化空気を副産物として生成する。窒素ガス
製造装置２２からの酸素富化空気は、酸素濃度が２５％
以上であることが好ましい。
「濃縮済み排ガス」という）は、この後、図１の符号２
４の点で、酸素富化空気生成装置である窒素ガス製造装
置２２からの酸素富化空気と混合される。前述したよう
に、窒素ガス製造装置２２は通常、半導体製造工場に設
置されており、高純度の窒素ガスを空気から製造する場
合に、酸素富化空気を副産物として生成する。窒素ガス
製造装置２２からの酸素富化空気は、酸素濃度が２５％
以上であることが好ましい。
【００２１】濃縮済み排ガスは、酸素富化空気が混合さ
れた後、燃焼装置１６に導入される。適用可能な燃焼装
置１６としては種々の型式があるが、図示実施形態で
は、本願出願人による特開平９−１０８５３２号公報に
記載の燃焼装置を用いている。
れた後、燃焼装置１６に導入される。適用可能な燃焼装
置１６としては種々の型式があるが、図示実施形態で
は、本願出願人による特開平９−１０８５３２号公報に
記載の燃焼装置を用いている。
【００２２】この燃焼装置１６は、図２に示すように、
円筒形の処理筒２６を備えている。この処理筒２６は縦
置き、即ちその軸線が鉛直方向に向くようにして設置さ
れている。処理筒２６の上板２８には、内側から順に同
軸に配置された排ガス導入管３０、燃料ガス導入管３２
及び燃焼用空気導入管３４が取り付けられており、排ガ
ス導入管３０の内部空間、排ガス導入管３０と燃料ガス
導入管３２との間の環状空間、及び、燃料ガス導入管３
２と燃焼用空気導入管３４との間の環状空間が、それぞ
れ、排ガス導入路３６、燃料ガス導入路３８及び燃焼用
空気導入路４０として機能するようになっている。これ
らの導入管３０，３２，３４は処理筒２６の上板２８を
貫通し、処理筒２６内の上部の所定位置まで延びてい
る。また、燃焼用空気導入管３４の下端には炎導管４２
が接続され、この炎導管４２の下端は処理筒２６の底板
４４の近傍まで延びている。
円筒形の処理筒２６を備えている。この処理筒２６は縦
置き、即ちその軸線が鉛直方向に向くようにして設置さ
れている。処理筒２６の上板２８には、内側から順に同
軸に配置された排ガス導入管３０、燃料ガス導入管３２
及び燃焼用空気導入管３４が取り付けられており、排ガ
ス導入管３０の内部空間、排ガス導入管３０と燃料ガス
導入管３２との間の環状空間、及び、燃料ガス導入管３
２と燃焼用空気導入管３４との間の環状空間が、それぞ
れ、排ガス導入路３６、燃料ガス導入路３８及び燃焼用
空気導入路４０として機能するようになっている。これ
らの導入管３０，３２，３４は処理筒２６の上板２８を
貫通し、処理筒２６内の上部の所定位置まで延びてい
る。また、燃焼用空気導入管３４の下端には炎導管４２
が接続され、この炎導管４２の下端は処理筒２６の底板
４４の近傍まで延びている。
【００２３】濃縮装置１４からの濃縮済み排ガスは排ガ
ス導入管３０の上端からその内部に導入されるようにな
っている。また、燃料ガス導入管３２の上部には、燃料
ガス、例えばメタンガス、天然ガス、都市ガス、プロパ
ンガス、水素ガス若しくはブタンガス又はこれらの混合
ガスの供給源４６が接続されている。更に、燃焼用空気
導入管３４の上部からは燃焼用空気として酸素富化空気
が導入されるようになっており、前述した窒素ガス製造
装置２２の酸素富化空気の送出口が接続されている。
ス導入管３０の上端からその内部に導入されるようにな
っている。また、燃料ガス導入管３２の上部には、燃料
ガス、例えばメタンガス、天然ガス、都市ガス、プロパ
ンガス、水素ガス若しくはブタンガス又はこれらの混合
ガスの供給源４６が接続されている。更に、燃焼用空気
導入管３４の上部からは燃焼用空気として酸素富化空気
が導入されるようになっており、前述した窒素ガス製造
装置２２の酸素富化空気の送出口が接続されている。
【００２４】また、冷却用空気供給源４８が、処理筒２
６の上板２８の外周部分に設けられた冷却用空気導入口
５０に接続されている。この冷却用空気は通常の空気で
ある。処理筒２６の底板４４の中央部には出口ノズル５
２が形成されている。なお、図示しないが、燃料ガス導
入路３８の出口部分には、点火プラグ等の適当な点火手
段が設けられている。
６の上板２８の外周部分に設けられた冷却用空気導入口
５０に接続されている。この冷却用空気は通常の空気で
ある。処理筒２６の底板４４の中央部には出口ノズル５
２が形成されている。なお、図示しないが、燃料ガス導
入路３８の出口部分には、点火プラグ等の適当な点火手
段が設けられている。
【００２５】このような構成において、濃縮済み排ガス
を排ガス導入管３０内に送り込むと共に、燃料ガス及び
燃焼用の酸素富化空気をそれぞれ所定流量で送り込み、
点火手段を作動させて燃料ガスと燃焼用空気の混合ガス
を発火させると、その火炎が排ガス導入管３０の下端か
ら排出された濃縮済み排ガスに接触し、濃縮済み排ガス
中のＣＦ4ガスの分解処理が行われる。火炎は炎導管４
２の存在により処理筒２６の底板４４の近傍まで延び
る。加えて、燃焼用の空気が酸素富化されたものであ
り、且つまた、酸素富化空気が濃縮済み排ガスに予め混
合されていることから、火炎は濃縮済み排ガスの外周の
みならず中心部にも行き渡ることとなる。その結果、濃
縮済み排ガスと火炎の接触効果が高められ、安定なＣＦ
4ガスも分解される。ＣＦ4ガスの燃焼分解は、燃料ガス
及び空気に含まれている水素及び酸素によって、二酸化
炭素（ＣＯ2）とフッ化水素（ＨＦ）を生成する。
を排ガス導入管３０内に送り込むと共に、燃料ガス及び
燃焼用の酸素富化空気をそれぞれ所定流量で送り込み、
点火手段を作動させて燃料ガスと燃焼用空気の混合ガス
を発火させると、その火炎が排ガス導入管３０の下端か
ら排出された濃縮済み排ガスに接触し、濃縮済み排ガス
中のＣＦ4ガスの分解処理が行われる。火炎は炎導管４
２の存在により処理筒２６の底板４４の近傍まで延び
る。加えて、燃焼用の空気が酸素富化されたものであ
り、且つまた、酸素富化空気が濃縮済み排ガスに予め混
合されていることから、火炎は濃縮済み排ガスの外周の
みならず中心部にも行き渡ることとなる。その結果、濃
縮済み排ガスと火炎の接触効果が高められ、安定なＣＦ
4ガスも分解される。ＣＦ4ガスの燃焼分解は、燃料ガス
及び空気に含まれている水素及び酸素によって、二酸化
炭素（ＣＯ2）とフッ化水素（ＨＦ）を生成する。
【００２６】また、冷却用空気供給源４８から大量の冷
却用空気が処理筒２６と炎導管４２との間の環状空間に
導入されるため、処理筒２６の下部で炎導管４２の下端
から排出された分解処理済み排ガスと混合される。これ
により、炎導管４２内で高温となった排ガスの冷却が行
われると同時に、大量の空気と混合されるので排ガスの
希釈化も行われることとなる。
却用空気が処理筒２６と炎導管４２との間の環状空間に
導入されるため、処理筒２６の下部で炎導管４２の下端
から排出された分解処理済み排ガスと混合される。これ
により、炎導管４２内で高温となった排ガスの冷却が行
われると同時に、大量の空気と混合されるので排ガスの
希釈化も行われることとなる。
【００２７】燃焼装置１６内の処理済みガスは出口ノズ
ル５２から排気ブロア１８により吸引され、湿式スクラ
バ２０に送られる。ＣＦ4ガスの燃焼分解により生成さ
れるＨＦガスは有害なものであるが、湿式スクラバ２０
によりこのＨＦガスは除去されるため、最終的に大気に
排出される排ガスは清浄化されたものとなる。
ル５２から排気ブロア１８により吸引され、湿式スクラ
バ２０に送られる。ＣＦ4ガスの燃焼分解により生成さ
れるＨＦガスは有害なものであるが、湿式スクラバ２０
によりこのＨＦガスは除去されるため、最終的に大気に
排出される排ガスは清浄化されたものとなる。
【００２８】以上、本発明の好適な実施形態について詳
細に説明したが、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。
細に説明したが、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。
【００２９】例えば、上記実施形態では排ガスを実質的
にＣＦ4ガス及び窒素ガスのみから成るものとしたが、
本発明により処理される排ガスは、オゾン層を破壊する
おそれのあるＣ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ10等のパーフルオ
ロカーボンやＣＨＦ3、ＳＦ6、ＮＦ3のようなフッ素化
合物ガスが少なくとも１種含まれているものが対象とな
る。
にＣＦ4ガス及び窒素ガスのみから成るものとしたが、
本発明により処理される排ガスは、オゾン層を破壊する
おそれのあるＣ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ10等のパーフルオ
ロカーボンやＣＨＦ3、ＳＦ6、ＮＦ3のようなフッ素化
合物ガスが少なくとも１種含まれているものが対象とな
る。
【００３０】また、上記実施形態では、酸素富化空気の
生成装置として窒素ガス製造装置２２を用いているが、
専用の酸素富化空気生成装置を設けてもよい。
生成装置として窒素ガス製造装置２２を用いているが、
専用の酸素富化空気生成装置を設けてもよい。
【００３１】更に、上記実施形態では、酸素富化空気を
燃焼装置１６の手前で濃縮済み排ガスに予混合すると共
に燃焼装置１６内に導入することで、燃焼分解をより一
層効果的なものとしているが、酸素富化空気の供給箇所
は上記のいずれか一方のみとしても十分な効果が得られ
る。
燃焼装置１６の手前で濃縮済み排ガスに予混合すると共
に燃焼装置１６内に導入することで、燃焼分解をより一
層効果的なものとしているが、酸素富化空気の供給箇所
は上記のいずれか一方のみとしても十分な効果が得られ
る。
【００３２】
【実施例】図３は、窒素ガスに対するＣＦ4ガスの濃度
を変化させた場合に、ＣＦ4ガスの燃焼分解の効率にど
のような影響を与えるかを実際に実験した結果を示すグ
ラフである。この実験では、導入ガスの流量は３０ｓｌ
ｍで一定とし、窒素ガス及びＣＦ4ガスの流量を変化さ
せた。また、燃焼装置は図２に示す構造のものを用い
た。更に、２８％の酸素濃度の酸素富化空気を、燃焼装
置の手前にて流量４４０ｓｌｍで供給し、燃焼装置内に
流量７５０ｓｌｍで供給した。燃焼装置の燃料ガスにつ
いてはプロパンガスを用いた。
を変化させた場合に、ＣＦ4ガスの燃焼分解の効率にど
のような影響を与えるかを実際に実験した結果を示すグ
ラフである。この実験では、導入ガスの流量は３０ｓｌ
ｍで一定とし、窒素ガス及びＣＦ4ガスの流量を変化さ
せた。また、燃焼装置は図２に示す構造のものを用い
た。更に、２８％の酸素濃度の酸素富化空気を、燃焼装
置の手前にて流量４４０ｓｌｍで供給し、燃焼装置内に
流量７５０ｓｌｍで供給した。燃焼装置の燃料ガスにつ
いてはプロパンガスを用いた。
【００３３】図３から明らかなように、ＣＦ4ガスの濃
度を高めていくと、その濃度が約１０％を越えると、Ｃ
Ｆ4の分解率が９０％以上となるという良好な結果が得
られた。逆に、ＣＦ4ガスの濃度を１０％以下に下げて
いくと、分解率は急激に悪化した。この結果から、燃焼
装置に排ガスを導入する前にＣＦ4ガスを一定濃度以上
に濃縮することで、燃焼分解の効果が著しく向上するこ
とが分かる。この結果は、他のフッ素化合物ガスに対し
ても同様である。
度を高めていくと、その濃度が約１０％を越えると、Ｃ
Ｆ4の分解率が９０％以上となるという良好な結果が得
られた。逆に、ＣＦ4ガスの濃度を１０％以下に下げて
いくと、分解率は急激に悪化した。この結果から、燃焼
装置に排ガスを導入する前にＣＦ4ガスを一定濃度以上
に濃縮することで、燃焼分解の効果が著しく向上するこ
とが分かる。この結果は、他のフッ素化合物ガスに対し
ても同様である。
【００３４】また、次表は、図１に示す構成の排ガス処
理設備において、排ガス中における各フッ素化合物ガス
の濃度がどのように変化するかをコンピュータによりシ
ュミレーションした結果を示している。測定点Ａ，Ｂ，
Ｃはそれぞれ図１の符号Ａ，Ｂ，Ｃの位置である。ま
た、排ガス中のキャリアガスは窒素ガスのみとした。な
お、測定点Ｃでは大量の冷却用空気により排ガスは希釈
されているため、次表には冷却用空気を除いた状態の結
果を示した。
理設備において、排ガス中における各フッ素化合物ガス
の濃度がどのように変化するかをコンピュータによりシ
ュミレーションした結果を示している。測定点Ａ，Ｂ，
Ｃはそれぞれ図１の符号Ａ，Ｂ，Ｃの位置である。ま
た、排ガス中のキャリアガスは窒素ガスのみとした。な
お、測定点Ｃでは大量の冷却用空気により排ガスは希釈
されているため、次表には冷却用空気を除いた状態の結
果を示した。
【００３５】
【表１】
【００３６】従来においては、測定点Ａでの状態で各フ
ッ素化合物ガスをそのまま大気中に廃棄していたが、本
発明の排ガス処理設備を通すことでフッ素化合物ガスの
廃棄量は従来量の５％以下に抑えることができ、１９９
７年地球温暖化防止のための京都会議での我国の目標を
満足していることが、上の表から分かる。
ッ素化合物ガスをそのまま大気中に廃棄していたが、本
発明の排ガス処理設備を通すことでフッ素化合物ガスの
廃棄量は従来量の５％以下に抑えることができ、１９９
７年地球温暖化防止のための京都会議での我国の目標を
満足していることが、上の表から分かる。
【００３７】また、酸素富化空気に代え、通常の空気を
用いた他の実験によれば、ＣＦ4以外のフッ素化合物に
ついては９５％以上の分解効率が得られることも分かっ
た。これは、排ガスを濃縮することで燃焼分解の効率が
向上したことを示すものである。
用いた他の実験によれば、ＣＦ4以外のフッ素化合物に
ついては９５％以上の分解効率が得られることも分かっ
た。これは、排ガスを濃縮することで燃焼分解の効率が
向上したことを示すものである。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、シ
ンプルな構成であるにも拘わらず、半導体製造装置等か
ら排出される排ガス中のＣＦ4ガス等のフッ素化合物を
効率よく燃焼分解することができる。従って、本発明
は、オゾン層破壊の危機を回避し、地球温暖化防止に大
いに寄与するものである。
ンプルな構成であるにも拘わらず、半導体製造装置等か
ら排出される排ガス中のＣＦ4ガス等のフッ素化合物を
効率よく燃焼分解することができる。従って、本発明
は、オゾン層破壊の危機を回避し、地球温暖化防止に大
いに寄与するものである。
【図１】本発明による排ガス処理設備の一実施形態を示
す概略図である。
す概略図である。
【図２】本発明の排ガス処理設備に適している燃焼装置
の構成を示す概略図である。
の構成を示す概略図である。
【図３】排ガス中のＣＦ4ガスの濃度と分解率との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…ＣＶＤ装置（排ガス源）、１
２…前処理装置、１４…濃縮装置、１６…燃焼装置、１
８…廃棄ブロア、２０…湿式スクラバ、２２…窒素ガス
製造装置（酸素富化空気生成装置）。
２…前処理装置、１４…濃縮装置、１６…燃焼装置、１
８…廃棄ブロア、２０…湿式スクラバ、２２…窒素ガス
製造装置（酸素富化空気生成装置）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ
Claims (7)
- 【請求項１】 １種以上のフッ素化合物ガスと１種以上
のキャリヤガスを含む排ガスを処理する設備であって、 排ガス中のフッ素化合物ガスの濃度を高めるための濃縮
装置と、 前記濃縮装置によりフッ素化合物ガスの濃度が高められ
た排ガスを受け入れ、空気を用いて前記排ガス中のフッ
素化合物ガスを燃焼し分解処理する燃焼装置とを備える
ことを特徴とする排ガス処理設備。 - 【請求項２】 前記濃縮装置が、排ガス中のキャリヤガ
スを膜分離し除去することによりフッ素化合物ガスの濃
度を高める膜分離方式の濃縮装置であることを特徴とす
る請求項１に記載の排ガス処理設備。 - 【請求項３】 前記空気は酸素富化空気であり、該酸素
富化空気を生成する酸素富化空気生成装置を更に備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス処理設
備。 - 【請求項４】 前記キャリアガスが、空気を原料とする
窒素ガス製造装置により製造された窒素ガスを含む場合
において、前記窒素ガス製造装置を前記酸素富化生成装
置として用いるよう構成されていることを特徴とする請
求項３に記載の排ガス処理設備。 - 【請求項５】 前記燃焼装置が、 処理筒と、 前記処理筒の一端に取り付けられ、前記処理筒の内部に
燃焼用空気として前記酸素富化空気を導入する燃焼用空
気導入管と、 前記燃焼用空気導入管の内側に配設され、前記処理筒の
内部に燃料ガスを導入する燃料ガス導入管と、 前記燃料ガス導入管の内側に配設され、前記処理筒の内
部に排ガスを導入する排ガス導入管と、 前記燃焼用空気導入管の空気出口側の端部から前記処理
筒の他端の近傍まで延びる炎導管と、 前記処理筒の側壁及び前記炎導管の間の空間に冷却用空
気を導入するための冷却用空気導入手段と、 前記処理筒の他端に設けられた、処理済み排ガスを排出
するための出口ノズルとを備えることを特徴とする請求
項３又は４に記載の排ガス処理設備。 - 【請求項６】 前記濃縮装置と前記燃焼装置との間に、
前記濃縮装置からの排ガスに前記酸素富化空気を混合さ
せる手段を設けたことを特徴とする請求項３〜５のいず
れかに記載の排ガス処理設備。 - 【請求項７】 前記フッ素化合物ガスが、パーフルオロ
カーボン、ＣＨＦ3、ＳＦ6、ＮＦ3及びその混合物から
成る群より選ばれたガスであることを特徴とする請求項
１〜６のいずれか１項に記載の排ガス処理設備。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10022300A JPH11218318A (ja) | 1998-02-03 | 1998-02-03 | 排ガス処理設備 |
| TW088101143A TW457115B (en) | 1998-02-03 | 1999-01-26 | The exhaust gas treatment installation and the method for treating an exhaust gas containing one or more fluorine compound gas |
| EP99400206A EP0933120A1 (en) | 1998-02-03 | 1999-01-29 | Exhaust gas treatment installation |
| IL12831399A IL128313A (en) | 1998-02-03 | 1999-02-01 | Exhaust gas treatment facility |
| SG1999000298A SG73609A1 (en) | 1998-02-03 | 1999-02-01 | Exhaust gas treatment installation |
| KR1019990003185A KR19990072340A (ko) | 1998-02-03 | 1999-02-01 | 배기가스처리설비및그처리방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10022300A JPH11218318A (ja) | 1998-02-03 | 1998-02-03 | 排ガス処理設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11218318A true JPH11218318A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=12078905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10022300A Pending JPH11218318A (ja) | 1998-02-03 | 1998-02-03 | 排ガス処理設備 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0933120A1 (ja) |
| JP (1) | JPH11218318A (ja) |
| KR (1) | KR19990072340A (ja) |
| IL (1) | IL128313A (ja) |
| SG (1) | SG73609A1 (ja) |
| TW (1) | TW457115B (ja) |
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| JP2016514825A (ja) * | 2013-04-04 | 2016-05-23 | エドワーズ リミテッド | 真空ポンピング・除害システム |
| CN113446609A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-09-28 | 北京京仪自动化装备技术股份有限公司 | 用于处理半导体制程中产生的清洁气体的系统及方法、装置 |
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| JP5371734B2 (ja) | 2009-12-25 | 2013-12-18 | 三菱重工業株式会社 | Ｃｏ２回収装置およびｃｏ２回収方法 |
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