JPH10202028A - 流体の浄化処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 特に半導体製造に伴う排ガスに含有される粉
体を装置の運転を停止することなく長時間に亘って確実
に分離除去して、生産性の低下を防止し、回収した粉体
を安全に廃棄できる流体の浄化処理装置を提供する。 【解決手段】 下端部をホッパー状としたケーシング１
内に不純物を含有した被処理流体を導入する導入パイプ
を配し、その導入パイプのケーシング内端部に前記した
被処理流体の放出パイプ３を立設し、放出パイプの放出
開口に弧凹面とした受面を有する被処理流体の拡散体１
５を対向させ、拡散体の受面に被処理流体を衝突させて
ケーシング内にあって被処理流体の旋回流を生じさせ、
含有する不純物をケーシングの下端部に落下集積させ
る、ケーシングの下端部には開閉バルブを用いた不純物
の抜取口１４を備え、ケーシングの上面には処理済の流
体の排出口１１を形成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は流体の浄化処理装
置、特に不純物を含有する半導体製造に伴う排ガスをは
じめとする気体、及び水等の液体にも適用することがで
きる流体の浄化処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ここで従来技術として半導体製造に伴う
排ガス処理を述べると、例えばＣＶＤ法による半導体製
造装置で使用されたシラン、アルシンガス、ホスフィン
ガス等の反応ガスは排ガス処理装置に送られ、ここで無
害化される。この排ガス処理装置は例えばブロワー等の
吸引手段で排ガスを吸引して管路を通し、除害手段で処
理する構成が一般的である。

【０００３】この除害手段は排ガスの濃度値が許容濃度
値（例えば、環境基準値（ＴＬＶ値））以下となるよう
処理するもので、吸着剤等を用いる乾式、水シャワー等
を用いる湿式、排ガスを燃焼させる燃焼式が知られてお
り、この燃焼式の場合、燃焼により生成されるＨＦを捕
捉するスクラバー等の補助手段も設けられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
製造装置にあってはシラン（ＳｉＨ₄）が酸素（Ｏ₂）と
反応してＳｉＯ₂パウダーが発生し、このＳｉＯ₂パウダ
ー（以下、粉体という）が排ガス中に含有された状態で
除害手段へ送られてくることがあり、かかる状態が多発
すると排ガスの送り管路に粉体が詰まり、除害手段への
排ガスのスムーズな送りが阻害され、除害手段にあって
もその除害効率が大きく低下してしまう。

【０００５】また、燃焼式の場合、半導体製造装置から
は前記した粉体は発生することはないが、その燃焼式の
除害手段内でシランが酸化され、粉体が発生し、管路を
詰まらせたり、スクラバー等の補助手段の性能を低下さ
せてしまうことがある。

【０００６】かかる事態が生じると、半導体製造装置を
はじめ、排ガス処理装置の運転を停止して、管路や除害
手段等を分解して清掃等を行なわなければならず生産性
に大きな悪影響を与えることとなる。

【０００７】そのため、乾式または湿式の除害手段を備
えた排ガス処理装置にあっては排ガス送り管路に、燃焼
式の除害手段を備えた排ガス処理装置にあってはガス送
り管路に各々フィルターを介装することがある。しか
し、このフィルターも目に早期に粉体が詰まってしま
い、短時間で装置の運転を停止し、フィルターを交換す
る必要がある。

【０００８】加えて、排ガス処理装置には除害処理に起
因する粉体を廃棄する際、その粉体（堆積物）中に籠っ
ている爆発性の排ガスが大気中の酸素と反応することで
爆発事故を起こす虞があり、その安全性を確保する技術
も求められている。

【０００９】

【発明の目的】本発明は主として上記した半導体製造に
伴う排ガス処理に関する従来の技術の実情、問題点に着
目してなされたもので、排ガスに含有される粉体を装置
の運転を停止することなく長時間に亘って確実に分離除
去して、生産性の低下を防止し、回収した粉体を安全に
廃棄することができるものとし、また、この半導体製造
に伴う排ガスに限らず、他の不純物を含有する気体、水
等の流体にも幅広く応用することを可能とした流体の浄
化処理装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係る流体の浄化処理装置は少なくとも下端
部をホッパー状としたケーシングを有し、そのケーシン
グ内に不純物を含有した被処理流体を導入する導入パイ
プを配し、その導入パイプのケーシング内端部に前記し
た被処理流体の放出パイプを立設し、その放出パイプの
放出開口に弧凹面とした受面を有する前記被処理流体の
拡散体を対向させ、その拡散体の受面に被処理流体を衝
突させることでケーシング内にあって被処理流体の旋回
流を生じさせ、含有する不純物を前記したケーシングの
下端部に落下集積させるとともに、そのケーシングの下
端部には開閉バルブを用いた不純物の抜取口を備え、か
つ、前記したケーシングの上面には処理済の流体の排出
口を形成してあることを特徴とし、被処理流体を半導体
製造に伴う排ガスとし、前記した抜取口に、不活性ガス
供給手段と、前記導入パイプへの戻し管路を各々開閉バ
ルブを介在させて連結された粉体回収ケースを着脱可能
に接続してあることを特徴とし、被処理流体を水とし、
前記した排出口にケーシング内にあってフィルター体を
介在させ、かつ、ケーシング上部にエア抜き用コック栓
を備えていることを特徴としている。

【００１１】

【作用】かかる構成としたことにより、例えば粉体を含
有した半導体製造に伴う排ガスが導入パイプよりケーシ
ング内に導入され、放出パイプより放出されると、その
排ガスは拡散体の受面に衝突して、その弧凹面に沿って
拡散し、旋回流が生じる。その旋回流の動きに粉体は追
従できず、前記した旋回するガス流より分離し、自然落
下し、ケーシングのホッパー状とした下端部に堆積され
ている。ここで、排ガスの旋回流に伴って粉体同志が当
たり合体する現象も生じるが、その合体した粉体はより
質量が大となって遠心慣性力も大きくなるので一層早期
の時点で落下していくこととなる。こうして、粉体が除
去され浄化された排ガスは排気口から前述した除害手段
へと送られる。

【００１２】また、ケーシングの下端部に堆積された粉
体は抜取口に着脱自在に設けられた回収ケースに回収さ
れ、ケーシングから分離されて廃棄処理されるが、回収
ケース内は不活性ガスに置換されるため、仮に粉体中に
爆発性のガスが籠っていても爆発事故を生じる虞もな
い。

【００１３】さらに、排出口にフィルター体を設けるこ
とで被処理流体を水等の液体とした場合、旋回流から慣
性で自然落下（沈下）していくことのない微細な不純物
も濾過することができ、より清浄な処理効果を得ること
ができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明を主として半導体製
造に伴う排ガスを対象とした第一実施例を示す縦断面
図、図２は同じくケーシングの下端の抜取口に着脱可能
に接続される粉体の回収機構を示す図、図３は水を対象
とした第二実施例を示す縦断面図である。

【００１５】まず、図１及び図２により半導体製造に伴
う排ガスを被処理流体とした例を説明する。図中１は下
端部１ａをホッパー状に形成した略円筒状のケーシング
であり、このケーシング１はその外周面を複数の支持柱
２、２…によって支持され固定されている。

【００１６】また、前記したケーシングの下端部１ａ寄
りには被処理流体（排ガス）をケーシング１内に導入す
る導入パイプ３、３…が複数本、水平状態で配備されて
いる。

【００１７】この複数本の導入パイプ３、３…はケーシ
ング１内の中心部分でその内部端部を多方向ジョイント
４で結合され、各導入パイプ３、３…から導入される被
処理流体（排ガス）を合流可能としている。その多方向
ジョイント４の上向き口４ａには、合流された被処理流
体（排ガス）をケーシング１内に放出する放出パイプ５
が垂直状態で立設されている。

【００１８】この放出パイプ５の上部寄りの外周面には
複数本の支持杆６、６…が斜め上方に向けた同角度で備
えられ、その支持杆６、６…によって放出パイプ５から
放出された被処理流体（排ガス）をケーシング１内に拡
散させ、旋回流をケーシング１内で生じさせる拡散体１
５の下端縁が支持固定されている。

【００１９】この第一実施例における拡散体１５は弧凹
板となっており、その凹面側を受面１５ａとし、その中
心部分が放出パイプ５の放出口とやや間隔を隔てて対向
されており、放出パイプ５から放出された被処理流体
（排ガス）が衝突して、その受面１５ａに沿って流動拡
散し、その拡散体１５から離れた部分で図中矢印で示す
ような旋回流を生じさせるものとしている。

【００２０】また、ケーシング１の上部には蓋体８が施
蓋されており、この蓋体８はパッキン９を二枚の板体で
挟持させ、ボルト１０、１０…で締結したものとなって
いる。

【００２１】この蓋体８の中央には後述する作用により
処理され浄化された被処理流体（排ガス）をケーシング
１外で排出する排出口１１が形成されている。この第一
実施例では排出口１１は前述した乾式、湿式あるいは燃
焼式の除害装置と接続されることとしている。

【００２２】また、図中１４はケーシング１のホッパー
状とされた下端部１ａに堆積して溜った不純物（粉体）
をケーシング１内から抜き取るための開閉バルブを使用
した抜取口である。

【００２３】そして、この第一実施例の場合、この抜取
口１４に図２として示す不純物（粉体）の回収機構が例
えばボルト等により着脱自在に接続される。この図２に
おける実施の態様によると、粉体回収ケース１６がフレ
キシブルな連結管１７を介し、バルブを使用した取入口
２４の部分で接続されている。なお、実施の状況によっ
ては連結管１７を介在させる必要はなく、ダイレクトに
抜取口１４に取入口２４を接続させることとしてもよ
い。

【００２４】前記した粉体回収ケース１６には、この粉
体回収ケース１６内に粉体とともに入った被処理流体
（排ガス）を例えば窒素ガス等の不活性ガスへ置換する
置換手段１８が設けられている。この置換手段１８は不
活性ガス供給源（図示せず）と接続されている供給パイ
プ１９、その供給パイプ１９に介装されるバルブ２０及
び、粉体回収ケース１６の他部位に形成され、粉体回収
ケース１６に入った排ガスを導入パイプ３へ戻す戻し管
路２１、その戻し管路２１に介装されるバルブ２２から
成り、前記した供給パイプ１９は抜取口１４の直下、即
ち連結管１７の上方位置へ接続される。なお、図中２３
は粉体回収ケース１６内の圧力を測定する圧力計であ
る。

【００２５】ここで、図１に示す第一実施例としての流
体の浄化処理装置の作用を述べると、導入パイプ３、３
…から導入された排ガスは多方向ジョイント４部分で合
流されて放出パイプ５からケーシング１内に放出され
る。この放出の際、排ガスは拡散体１５の受面１５ａに
衝突し、その受面１５ａに沿って勢いを弱めながらケー
シング１内の下方へ向けて拡散され、拡散体１５から外
れた位置から旋回流となる。その排ガスの旋回流にあっ
て、排ガス中に含有されるＳｉＯ₂等の粉体は、その自
重によってケーシング１の下端部１ａへ自然落下してい
き堆積して溜められることとなる。

【００２６】こうして堆積して溜められた粉体は抜取口
１４、連結管１７、取入口２４を通って粉体回収ケース
１６内へ回収されるが、この粉体回収ケース１６内に回
収された粉体を廃棄処理する場合、取入口２４のバルブ
を開放した状態で抜取口１４のバルブを閉じ、次いで連
結管１７及び粉体回収ケース１６内を不活性ガスに置換
することになる。

【００２７】その不活性ガス置換はバルブ２２及び戻り
管路２１から導入パイプ３へ通じさせるバルブ（図示せ
ず）を開け、供給パイプ１９からバルブ２０を開けるこ
とで連結管１７、粉体回収ケース１６へ不活性ガスを供
給する。この不活性ガスの供給によって連結管１７や粉
体回収ケース１６内に溜っていた一部の排ガスは戻り管
路２１を通って導入パイプ３へ押し出され、その結果と
して連結管１７、粉体回収ケース１６内は不活性ガスに
置換される。

【００２８】この不活性ガスへの置換後、取入口２４の
バルブを閉じ、抜取口１４から粉体回収ケース１６を取
り外し、バルブ２２を閉じて戻り管路２１への連結を断
つ。こうして分離された粉体回収ケース１６内には不活
性ガスが封入されているので、仮に回収された粉体に爆
発性のガスが残っていたとしても爆発等の事故の虞なく
粉体の廃棄処理ができる。

【００２９】次いで、図３を参照して水を対象とした流
体の浄化処理装置を説明する。なお、第一実施例を共通
する部分は同一符号を付して詳しい説明は省略する。

【００３０】この図３に示す第二実施例にあっては放出
パイプ５を第一実施例に比べて短く形成し、拡散体７は
外形的に円錐形状としてある。但し、導入される水のケ
ーシング１内における拡散及び旋回流の発生のため、そ
の受面７ａは弧凹面とし、その中心にやや間隔を隔てて
放出パイプ５の放出口が対向するものとしている。

【００３１】また、図１２はフィルター体を示し、この
フィルター体１２は前記した拡散体７の上方へ位置され
て排出口１１とケーシング１内にあって連接されてい
る。このフィルター体１２はメッシュやスリットを形成
した容器１２ａ内に小塊状としたフィルター材１２ｂ、
１２ｂ…を充填したものとしたが、これにこだわらず公
知の種々のフィルター材を使用することが可能なことは
勿論である。なお、このフィルター体１２への水の接触
や通過の良好性から拡散体７の円錐状とした外形が有効
なものとなっている。また、図中１３はエア抜き用のコ
ック栓を示している。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る流体の浄化処理装置は上述
のように構成され作用する。実施の形態では半導体製造
に伴う排ガス及び水について述べたが、これに限らず他
の流体にも実施できることは当然である。かかる構成と
したため、全体は簡易な構成で、しかも長時間に亘って
装置の運転を停止させる必要もなくなり、交換すべき要
素もなく、効率のよい浄化処理作業が行なえ、生産性も
確保でき、不純物処理に危険を伴うこともなくなる。ま
た、各種の製造システム等への組み込みも容易で、製品
価格も低廉なものとして需要者に供給することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施例を示す縦断面図である。

【図２】第一実施例に連結される粉体回収機構を示す図
である。

【図３】第二実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング １ａ 下端部 ２ 支持柱 ３ 導入パイプ ４ 多方向ジョイント ５ 放出パイプ ６ 支持杆 ７ 拡散体 ７ａ 受面 ８ 蓋体 ９ パッキン １０ ボルト １１ 排出口 １２ フィルター部 １２ａ 容器 １２ｂ フィルター材 １３ コック栓 １４ 抜取口 １５ 拡散体 １５ａ 受面 １６ 粉体回収ケース １７ 連結管 １８ 置換手段 １９ 供給パイプ ２０ バルブ ２１ 戻し管路 ２２ バルブ ２３ 圧力計 ２４ 取入口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも下端部をホッパー状としたケ
   ーシングを有し、そのケーシング内に不純物を含有した
   被処理流体を導入する導入パイプを配し、その導入パイ
   プのケーシング内端部に前記した被処理流体の放出パイ
   プを立設し、その放出パイプの放出開口に弧凹面とした
   受面を有する前記被処理流体の拡散体を対向させ、その
   拡散体の受面に被処理流体を衝突させることでケーシン
   グ内にあって被処理流体の旋回流を生じさせ、含有する
   不純物を前記したケーシングの下端部に落下集積させる
   とともに、そのケーシングの下端部には開閉バルブを用
   いた不純物の抜取口を備え、かつ、前記したケーシング
   の上面には処理済の流体の排出口を形成してあることを
   特徴とする流体の浄化処理装置。
2. 【請求項２】 被処理流体を半導体製造に伴う排ガスと
   し、前記した抜取口に、不活性ガス供給手段と、前記導
   入パイプへの戻し管路を各々開閉バルブを介在させて連
   結された粉体回収ケースを着脱可能に接続してあること
   を特徴とする請求項１に記載の流体の浄化処理装置。
3. 【請求項３】 被処理流体を水とし、前記した排出口に
   ケーシング内にあってフィルター体を介在させ、かつ、
   ケーシング上部にエア抜き用コック栓を備えていること
   を特徴とする請求項１に記載の流体の浄化処理装置。