特許 6791510 排ガスのプラズマ除害方法とその装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6791510

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】排ガスのプラズマ除害方法とその装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/74 20060101AFI20201116BHJP

   H05H 1/26 20060101ALI20201116BHJP

   B01D 53/70 20060101ALI20201116BHJP

   H01L 21/205 20060101ALN20201116BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/74ZAB

   H05H1/26

   B01D53/70

   !H01L21/205

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2018-234623(P2018-234623)

(22)【出願日】2018年12月14日

(65)【公開番号】特開2020-93237(P2020-93237A)

(43)【公開日】2020年6月18日

【審査請求日】2020年1月9日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】592010106

【氏名又は名称】カンケンテクノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082429

【弁理士】

【氏名又は名称】森 義明

(74)【代理人】

【識別番号】100162754

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 真樹

(72)【発明者】

【氏名】池奥 哲也

【審査官】 青木 太一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２０５３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３６２０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／１０１９２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−３４６３２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ５３／３４−５３／８５

Ｂ０１Ｄ ５３／９２

Ｂ０１Ｄ ５３／９６

Ｂ０１Ｊ １０／００−１２／０２

Ｂ０１Ｊ １４／００−１９／３２

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０５Ｈ １／００− １／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に難分解性半導体排ガスの反応空間を有する塔本体と、
前記塔本体の天井部に設置された複数のプラズマジェットトーチと、
前記複数のプラズマジェットトーチの間にて前記塔本体の天井部に設置された排ガス供給部とで構成され、
前記複数のプラズマジェットトーチは、前記プラズマジェットトーチからそれぞれ発生させたプラズマジェットが前記排ガス供給部の直下に設けられた前記反応空間内の点で交差するようにそれぞれ配置され、
前記排ガス供給部の噴出口は、前記点に向けて前記排ガスを供給するように配置されていることを特徴とする排ガスのプラズマ除害装置。

【請求項2】

内部に難分解性半導体排ガスの反応空間を有する塔本体と、
前記塔本体の天井部に設置された複数のプラズマジェットトーチと、
前記複数のプラズマジェットトーチの間にて前記塔本体の天井部に設置された排ガス供給部とで構成され、
前記複数のプラズマジェットトーチは、前記プラズマジェットトーチからそれぞれ発生させたプラズマジェットが前記排ガス供給部の直下に設けられた前記反応空間内の点の周囲に設けられた複数の点に向けて互いに捻れの位置関係を保つようにそれぞれ配置され、
前記排ガス供給部の噴出口は、前記複数の点の間に形成される高温領域に向けて排ガスを供給するように配置され、
複数のプラズマジェットトーチから生成されたプラズマジェットの高温領域は、前記複数の点内の前記点を共有することを特徴とする排ガスのプラズマ除害装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体製造プロセスから排出される排ガスの熱分解工程におけるプラズマ除害方法とその装置の改良に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体や液晶等の電子デバイスの製造プロセスでは様々な化合物のガスが使用されており、例えば、ＣＦ₄およびＣ₂Ｆ₆のようなパーフルオロカーボンやＮＦ_３のような炭素を含まないフッ素化合物などのパーフルオロコンパウンド（以下、「ＰＦＣ」という）はＣＶＤチャンバーのクリーニングガスとして使用されている。なお、本明細書において、パーフルオロコンパウンドを含む排ガスをパーフルオロコンパウンド排ガス或いはＰＦＣ排ガスという。

【0003】

このうち、ＣＦ₄やＣ₂Ｆ₆を代表とするパーフルオロカーボンは不燃性であり、且つ化合物そのものが安定であるため、大気中に放出された場合、長期にわたって変化せず滞留することになる。大気中における消費までのライフはＣＦ₄で５０,０００年、Ｃ₂Ｆ₆で１０,０００年といわれており、又、地球温暖化係数(ＣＯ₂を１としての比較値)はＣＦ₄で４,４００、Ｃ₂Ｆ₆で６,２００(２０年経過時点)であり、地球環境上放置できない所謂温室効果問題を孕んでおり、ＣＦ₄，Ｃ₂Ｆ₆を代表とするパーフルオロカーボンを含むＰＦＣを除害する手段の確立が望まれている。

【0004】

しかしながら、ＰＦＣのうち特にパーフルオロカーボンはＣ−Ｆ結合が安定であるため(結合エネルギーが１３０ｋｃａｌ／ｍｏｌと大きく)、分解が容易でなく、燃焼式などの一般的な加熱分解でＰＦＣを完全に除害するのは極めて難しい。例えば、単純な加熱分解ではＣ₂Ｆ₆の場合はＣ−Ｃ結合枝の切断で分解が進むため、処理温度１,０００℃において処理風量を２５０リットル／分以下に制限すれば除害が可能であるが、ＣＦ₄は最も結合エネルギーの大きなＣ−Ｆを切断せねばならず、上記風量においても１,４００〜１,５００℃程度の高温が必要となる。

【0005】

このように分解が困難なＰＦＣを含む半導体排ガスを分解処理する技術として、簡単な構成にてＣＦ₄を含むＰＦＣ排ガスを少ないエネルギー消費量で確実に熱分解することができる排ガス処理システムが提案された（特許文献１）。

【0006】

この排ガス処理システムは、熱分解塔の天井部にプラズマジェットトーチを下向き垂直に配置し、非移行型電極間に放電電圧を印加してアークを発生させると共に、アークに作動ガスを送給してアノード側から垂直に約１０，０００℃と言う高温のプラズマジェットを熱分解塔の中心軸に合致させてプラズマジェットを噴出させるようにしていた。そして、生成したプラズマジェットのアノード側の上流部近傍に向け、水洗により水溶性成分と粉塵とが除去され且つ水分が付加されたＰＦＣ排ガスを外側から供給するようにしている。供給されたＰＦＣ排ガスは高温のプラズマジェットの周囲を螺旋回転しながら出口に向かい、その間に約１０，０００℃と言う高温のプラズマジェットの周囲の高温雰囲気にて熱分解され、出口スクラバに排出されるようになっている。これにより、従来の電熱ヒータでは分解することができなかったＣＦ₄なども迅速且つ不可逆的に分解することができるようになった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００５−２０５３３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

処が、上記のような排ガス処理システムにおける、プラズマ除害装置としての熱分解塔では以下のような問題点があった。
上記のように、細長く垂直に伸びたプラズマジェットの上流部近傍に向けてＰＦＣ排ガスを外側から供給し、その周囲を螺旋回転させながらその過程で熱分解させているが、約１０，０００℃に達するプラズマジェットは細長い形状であるため、その周囲に形成される１,４００〜１,５００℃程度の高温領域も必然的に細く長くなる。特に、熱分解塔の内面近傍ではプラズマジェットから離れ、上記高温領域の温度に達しないスペースも発生することがある。それ故、排ガスの全てがプラズマジェットの周囲に形成される高温領域を通過して熱分解されるとは限られず、一部は低温領域内を摺り抜けて未分解のまま放出される恐れがあった。

【0009】

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その解決課題は、プラズマ除害装置としての熱分解塔に投入された排ガスの全量が必ずプラズマジェットによって形成された高温領域を通過し、確実に分解されるプラズマ除害方法とその装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の第１のプラズマ除害方法は、複数のプラズマジェットＰを点Ｑに向けて集中させる方法で、
排ガスＨの反応空間Ｄに向けて設置された複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）から前記反応空間Ｄ内の或る点Ｑに向けてそれぞれのプラズマジェットＰを発生させ、
前記複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）の間から前記点Ｑに向けて排ガスＨを供給することを特徴とする。

【0011】

本発明の第２プラズマ除害方法は、複数のプラズマジェットＰを点Ｑの周囲の複数の点Ｑ１、Ｑ２、（Ｑ３）に分散させる方法で、
排ガスＨの反応空間Ｄに向けて設置された複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）から前記反応空間Ｄ内の或る点Ｑの周囲の複数の点Ｑ１、Ｑ２、（Ｑ３）に向けて互いに捻れの位置関係を保つようにそれぞれのプラズマジェットＰを発生させ、
前記複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）の間から前記複数の点Ｑ１、Ｑ２、（Ｑ３）の間に形成される高温領域Ｔに向けて排ガスＨを供給することを特徴とする。

【0012】

請求項１に記載の発明は、上記第１の方法を実現する装置（プラズマ除害用の熱分解塔１）で、
内部に難分解性半導体排ガスＨの反応空間Ｄを有する塔本体１ａと、
前記塔本体１ａの天井部３に設置された複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）と、
前記複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）の間にて前記塔本体１ａの天井部３に設置された排ガス供給部２９とで構成され、
前記複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）は、前記プラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）からそれぞれ発生させたプラズマジェットＰが前記排ガス供給部２９の直下に設けられた前記反応空間Ｄ内の点Ｑで交差するようにそれぞれ配置され、
前記排ガス供給部２９の噴出口２９ａは、前記点Ｑに向けて前記排ガスをＨ供給するように配置されていることを特徴とする。

【0013】

請求項２に記載の発明は、上記第２の方法を実現する装置（プラズマ除害用の熱分解塔１）で、
内部に難分解性半導体排ガスＨの反応空間Ｄを有する塔本体１ａと、
前記塔本体１ａの天井部３に設置された複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）と、
前記複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）の間にて前記塔本体１ａの天井部３に設置された排ガス供給部２９とで構成され、
前記複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）は、前記プラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）からそれぞれ発生させたプラズマジェットＰが前記排ガス供給部の直下に設けられた前記反応空間Ｄ内の或る点Ｑの周囲に設けられた複数の点Ｑ１、Ｑ２、（Ｑ３）に向けて互いに捻れの位置関係を保つようにそれぞれ配置され、
前記排ガス供給部２９の噴出口２９ａは、前記複数の点点Ｑ１、Ｑ２、（Ｑ３）の間に形成される高温領域Ｔに向けて排ガスＨを供給するように配置され、
複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）から生成されたプラズマジェットＰの高温領域Ｔは、前記複数の点Ｑ１、Ｑ２、（Ｑ３）内の前記点Ｑを共有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明は、複数のプラズマジェットＰに対する排ガスＨの供給関係から、排ガスＨの全量が複数のプラズマジェットＰで形成される高温領域Ｔを通過することになるので、排ガスＨの除害効率が飛躍的に高まる。そして、複数のプラズマジェットＰの位置関係が、点Ｑに集中させる場合に比べてその周囲の複数の点Ｑ１、Ｑ２、（Ｑ３）に分散させる方が排ガスＨの反応空間Ｄにおける高温領域Ｔをより広く出来る。なお、この場合、複数のプラズマジェットＰで形成される高温領域Ｔは、点Ｑを含め、その一部で重なり合うことが重要である。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明装置の全体のフロー図である。

【図2】本発明の複数のプラズマジェットが２つの場合の点Ｑを含む横断面の平面図である。

【図3】図２の他の例の点Ｑを含む横断面の平面図である。

【図4】本発明の複数のプラズマジェットが３つの場合の点Ｑを含む横断面の平面図である。

【図5】図４の他の例の点Ｑを含む横断面の平面図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0017】

以下、本発明を図示実施例に従って説明する。図１は本発明の排ガス処理装置Ｘである。これらは半導体製造プロセスで用いられる装置で、例えば、ＣＶＤ成膜装置Ｓから排出された排ガスＨを真空ポンプＶで吸引して排ガス処理装置Ｘに送り、熱分解して無害化し、大気放出する設備である。
なお、背景技術の説明ではＰＦＣ排ガスの除害を代表例として説明したが、難分解性の排ガスはＰＦＣ排ガスに限られないので、本発明の処理対象ガスは、単に、排ガスＨとする。

【0018】

図１の排ガス処理装置Ｘは、その１例で、独立の水処理装置Ａ、出口スクラバ６０が設置された熱分解装置Ｂとで構成されている。図示していないが、水処理装置Ａは熱分解装置Ｂの水槽４０に一体的に設置することも可能である。

【0019】

図１の排ガス処理装置Ｘのフローの概略は以下の通りである。ＣＶＤ成膜装置Ｓからの排ガスＨを真空ポンプＶで吸引し、該真空ポンプＶと水処理装置Ａとを繋ぐ排ガス導入配管１８で排ガスＨを水処理装置Ａに送り込む。水処理装置Ａでは、排ガスＨに含まれる加水分解性の成分ガスを加水分解して固形の加水分解生成物として、供給された水等（加水分解用のスプレー水や加熱水蒸気）Ｍと共に除去する。同時に排ガスＨに伴って送り込まれた粉塵も同様に水洗除去する。また、塩素等、水溶性ガスが含まれている場合には、これも同時に水等Ｍで除去する。

【0020】

加水分解性の成分ガスや粉塵などが除去された排ガスＨは、排気管２６によって熱分解塔１に送り込まれ、ここで熱分解された後、隣接する出口側のスクラバ６０に送られ、熱分解後の熱分解排ガスＨを洗浄した後、無害の大気放出排ガスＨとして大気放出される。

【0021】

排ガス処理装置Ｘの水処理装置Ａは、排ガス導入ノズル１９と入口側の充填物層２５が内部に設けられた水処理タンク２０、水分供給部３０、蒸気配管２１、及び排気管２６とで概略構成されている。
水処理タンク２０は、中空容器で頂部の排ガス導入部２２に排ガス導入ノズル１９が設置されており、底部に循環用の水Ｍが貯留されている。
排ガス導入ノズル１９の下方に、工場の蒸気供給配管（図示せず）に接続された蒸気配管２１が設置されている。蒸気配管２１には上向きのノズル口２１ａが排ガス導入ノズル１９を挟むようにその両側に配置され、排ガス導入ノズル１９の両側でノズル口２１ａから加熱水蒸気が上向きに噴出するようになっている。
蒸気配管２１の下、或いは横に並べて入口側のスプレー配管２３が設置されている。入口側のスプレー配管２３には下向きのノズル口２３ｂが設けられている。この下向きのノズル口２３ｂは排ガス導入ノズル１９の直下に配置され、この下向きのノズル口２３ｂから放射状に微細なスプレー水滴Ｍが下方に降り注ぐようになっている。

【0022】

入口側のスプレー配管２３の下方にはプラスチック又はセラミック或いはガラス製の充填物（例えば、テラレット（登録商標）やラシヒリング）が充填された充填物層２５が設けられている。

【0023】

充填物層２５の下方の空間には、この空間から引き出され、後述する熱分解搭５０の排ガス供給部２９に至る排気管２６が設けられている。

【0024】

入口側のスプレー配管２３には、水処理タンク２０の底部から立ち上げられ、水分供給部３０を構成する入口側の揚水配管３１が接続されている。この入口側の揚水配管３１には入口側の揚水ポンプ３４が設置され、水処理タンク２０の底部に溜まった循環用の水Ｍを入口側のスプレー配管２３に供給している。更に、水処理タンク２０の底部には循環水用のＭの水位を維持するためのオーバーフロー配管３７が設置され、オーバーフロー分の水が外部から供給されている。

【0025】

熱分解装置Ｂは、水槽４０、プラズマ除害装置としての熱分解塔１及び出口側のスクラバ６０とで構成されている。熱分解塔１と出口側のスクラバ６０は、水槽４０の上に並置して立設されている。

【0026】

熱分解塔１は、塔本体１ａ、複数の非移行型のプラズマジェットトーチ２とで構成されている。プラズマジェットトーチは複数基使用され、上位概念として使用する場合は符号２で表し、個別に示す場合はアルファベットを枝番とする。
塔本体１ａは、円筒状の部材で、その上端は上向き円錐形に形成された天井部３で閉塞され、その中央頂部に排気管２６に連なる排ガス供給部２９が接続されている。塔本体１ａの下端は水槽４０に開口している。天井部３に設置されたプラズマジェットトーチ２は、２基の場合、排ガス供給部２９の両側に対称に配置され、３基或いはそれ以上の場合は排ガス供給部２９を中心とする円上に等角度で設置されている。３基の場合は１２０°間隔である。
塔本体１ａの天井部３は上向き円錐形に形成されているので、各プラズマジェットトーチ２から生成されたプラズマジェットＰは、塔本体１ａの中心軸Ｌに対して傾斜することになる。それ故、塔本体１ａの胴部１ｂは、その内面がプラズマジェットＰの先端から熱影響を受けない距離だけ遠く離れるようにする必要があり、太く形成されている。そして、胴部１ｂの下端はロート状に絞られ、水槽４０の天井部４１に立設される脚部１ｃに連通して一体化される。
胴部１ｂの外面は断熱材（図示せず）で覆われている。塔本体１ａの上端外周部分には水溜部４が設けられており、塔本体１ａの上端から水がオーバーフローして塔本体１ａの内周面全面に水壁５を形成している。水溜部４にはオーバーフロー分の水が外部から供給されている。

【0027】

プラズマジェットトーチ２は複数基使用され、個別に示す場合は２ａ、２ｂ、２ｃと言うようにアルファベットを枝番として付する。プラズマジェットトーチ２は、内部にプラズマ発生室（図示せず）を有し、プラズマジェットトーチ２の下面中心部にはプラズマ発生室内で生成したプラズマジェットＰを噴出させるプラズマジェット噴出孔（図示せず）が設けられている。プラズマジェットトーチ２の側面上部には必要に応じて窒素ガスのような作動ガス送給配管（図示せず）が設けられている。

【0028】

熱分解塔１と出口側のスクラバ６０の底部は水槽４０に開口しており、熱分解塔１の底部と出口側のスクラバ６０の底部は水槽４０の天井部４１と循環用の水Ｍとの間の空間で連通している。

【0029】

プラズマジェットトーチ２の設置数は、最小で２基、図４及び図５では３基である。勿論、３基以上の設置も可能である。まず、２基の場合に付いて説明する（図２及び図３）。
プラズマジェットトーチ２ａ、２ｂが２基の場合は、上記のように排ガス供給部２９を中心にして左右対称に設置される。
左右のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂからのプラズマジェットＰの噴出角度は、図２の場合、塔本体１ａの頂部に設けられた排ガス供給部２９を通る塔本体１ａの中心軸Ｌに対して傾斜し、中心軸Ｌ上で排ガス供給部２９の直下の或る点Ｑに向くように設置される。そして左右のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂからの両プラズマジェットＰは点Ｑで交差する。両プラズマジェットＰの先端は塔本体１ａの胴部１ｂの内面に影響を与えないように設定されている。

【0030】

プラズマジェットＰの中心部分は約１０,０００℃で、中心部分から離れるに従って温度は低下する。前記中心部分を含み、プラズマジェットＰの全周囲に形成される対象排ガスＨの分解可能温度領域（１，４００℃以上の領域）を高温領域Ｔとし、破線と部分ハッチングで示す。高温領域ＴはプラズマジェットＰの可視範囲より広い。この点は、後述する場合も同じである。

【0031】

図３の場合は、両プラズマジェットＰが前記点Ｑで交差せず、点Ｑを中心とし、点Ｑを含む水平面上の円Ｅ上の２点Ｑ１、Ｑ２に向くように設定されている。この場合、２点Ｑ１、Ｑ２が離れすぎていると中心点である点Ｑの温度が熱分解温度に達しない場合があるので、これを避けるために点Ｑ１、Ｑ２をそれぞれ通過する、或いはこれらに向けて生成される両プラズマジェットＰの高温領域Ｔが点Ｑを含むことができる範囲となる。換言すれば、両プラズマジェットＰの高温領域Ｔが点Ｑを共有することになる。この点は、後述する図５でも言える。
これにより両プラズマジェットＰの高温領域Ｔが点Ｑを中心としてその周囲に、図２の場合より大きく面状に広がることになる。

【0032】

図４の場合は、プラズマジェットＰが３つの場合で、プラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、２ｃが排ガス供給部２９を中心に１２０°の等間隔に設置されている場合で、プラズマジェットＰが点Ｑに向けて噴き出すように設定されている。３つのプラズマジェットＰは点Ｑで３方向から交差し、プラズマジェットＰの全周囲に高温領域Ｔを形成する。この場合、この高温領域Ｔの上面は点Ｑに向かってロート状に凹み、後述する排ガスＨを包み込むような状態を呈する。

【0033】

図５の場合は、３つのプラズマジェットＰが前記点Ｑで交差せず、点Ｑを中心とする水平面上の円Ｅ上の３点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３に向くように設定されている。この場合、図３と同様、上記同様３点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３が離れすぎていると中心点である点Ｑの温度が熱分解温度に達しない場合があるので、これを避けるために点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３をそれぞれ通過する、或いはこれらに向けて生成される両プラズマジェットＰの高温領域Ｔが点Ｑを含むことができる範囲となる。
これによりプラズマジェットＰの高温領域Ｔが点Ｑを中心としてその周囲に、図４の場合より大きく面状に広がることになる。この場合も高温領域Ｔの上面は点Ｑに向かうロート状に凹みが生じる。

【0034】

なお、点Ｑの排ガス供給部２９からの離間位置は、プラズマジェットＰ或いはその周囲に形成される高温領域Ｔが届く範囲内で、プラズマジェットＰが塔本体１ａにダメージを与えない範囲が選ばれる。

【0035】

排ガス供給部２９は上記のように塔本体１ａの天井部３の頂部に設けられ、いずれのプラズマジェットトーチ２までの距離は等しい。そして排ガス供給部２９の噴出口２９ａは、前記点Ｑ、又は前記複数の点Ｑ１、Ｑ２、（Ｑ３）の間の高温領域Ｔに向けて排ガスＨを供給するように配置されている。

【0036】

水槽４０は中空直方体のような部材で、その天井部４１には前記熱分解塔１と後述する出口スクラバ６０とが並んで立設されている。水槽４０は、底部に循環用の水Ｍが湛えられ、該水Ｍと天井部４１との間が熱分解排ガスＨの流通路となっている。そして内部の水位を一定に保つオーバーフロー配管４２と、オーバーフロー水Ｍと等量の水を水槽４０に供給する給水管４５とが水槽４０に設置されている。

【0037】

出口側のスクラバ６０は、いわゆる湿式のスクラバであり、その概略構造を説明すると、水槽４０の天井部４１に立設された直管型のスクラバ本体６０ａと、出口側の揚水配管６１とその途中に設けられた出口側の揚水ポンプ６４、前記揚水配管６１に接続され、スクラバ本体６０ａの内部の頂部近傍に設置された出口側のスプレー配管６３、該スプレー配管６３に設置され、アルカリ液、酸性液等の薬液、或いは水蒸気や水Ｍを下向きに散布する出口側の出口側のノズル口６３ａと、出口側のノズル口６３ａの下方に設置された気液接触のための出口側の充填物層６５と、スクラバ本体６０ａの頂部に設置された排気ブロア６７及び該排気ブロア６７に設置された大気放出用排気管６８で構成されている。散布された前記薬液又は水Ｍは水槽４０に収納されるようになっている。

【0038】

次に図１の排ガス処理装置Ｘの作用に付いて説明する。排ガス処理装置Ｘの水処理装置Ａから出口スクラバ６０に至る排ガスＨの通流路は、排気ブロア６７を作動させることにより負圧に保たれている。そして上記のように半導体製造装置Ｓからの排ガスＨを真空ポンプＶで吸引し、排ガス導入ノズル１９を介して内部が負圧に保たれた水処理装置Ａに送り込む。

【0039】

水処理装置Ａでは、蒸気配管２１の上向きのノズル口２１ａからは排ガス導入ノズル１９の両側で加熱水蒸気Ｍが噴き上げられると同時に、入口側の揚水配管３１の揚水ポンプ３４を作動させ、循環用の水Ｍを揚水して入口側のスプレー配管２３に供給し、下向きのノズル口２３ｂからも水を細かい水滴Ｍとして下方に向けて傘のように散布する。

【0040】

水処理装置Ａ内に送り込まれた排ガスＨは、上記加熱水蒸気Ｍと細かい水滴Ｍによってその中の加水分解性成分ガスと粉塵が除去され、水洗排ガスＨとして熱分解塔１に送られる。

【0041】

上記水洗排ガスＨの供給に先駆けて、プラズマジェットトーチ２の制御部(図示せず)の電源をオンにすると、大気圧下で超高温(約１０、０００℃前後)のガス流すなわち非移行型のプラズマジェットＰが生成され、複数のプラズマジェットトーチ２のプラズマジェット噴出孔から各プラズマジェットＰが塔本体１ａ内に上記のような位置関係を以って噴出する。

【0042】

高温領域Ｔである、このプラズマジェットＰの交差部分（図２、図４）、換言すれば点Ｑ、又はプラズマジェットＰ（換言すれば、点Ｑ１、点Ｑ２、（点Ｑ３））で囲まれた部分或いは挟まれた部分（図３、図５）に向けて排ガスＨが吹き込まれるので、吹き込まれた排ガスＨの全量はプラズマジェットＰで形成された高温領域Ｔを漏れなく通過することになり、全量が分解される。

【0043】

ここで、（図３、図５）のようにプラズマジェットＰが捻じれの位置関係にある場合は、プラズマジェットＰの流れにより、プラズマジェットＰの間、或いは囲まれた範囲内で大気に渦巻Ｕが発生し、排ガス供給部２９の噴出口２９ａから反応空間Ｄに吹き込まれた排ガスＨは、上記渦巻Ｕに巻き込まれて中心点である点Ｑに向かう。
特に、プラズマジェットトーチ２を３基使用した場合は、その傾向がより強く、且つ高温領域Ｔの上面がロート状に凹むので、排ガスＨの逃げ場がなく、２基の場合より高い分解効率を示す。

【0044】

そして、ここで熱分解された熱分解排ガスＨは出口スクラバ６０に送られ、十分に洗浄されると共に大気放出可能な温度まで下げられ、排気ブロア６７にて大気放出される。
以上は、本発明において最も好ましい例を代表例として示したもので、本発明はこれら例示に限定されることはない。

【符号の説明】

【0045】

Ａ：水処理装置、Ｂ：熱分解装置、Ｄ：反応空間、Ｅ：円、Ｈ：排ガス、Ｌ：中心軸、Ｍ：水等（霧、加熱水蒸気、循環用の水）、Ｐ：プラズマジェット、Ｑ：１点、Ｑ１〜Ｑ３：周囲の点、Ｓ：半導体製造装置（半導体成膜装置）、Ｔ：高温領域、Ｕ：渦巻、Ｖ：真空ポンプ、Ｘ：本発明の排ガス処理装置、
１：熱分解塔、１ａ：塔本体、１ｂ：胴部、１ｃ：脚部、２：プラズマジェットトーチ、３：天井部、４：水溜部、５：水壁、１８：排ガス導入配管、１９：排ガス導入ノズル、２０：水処理タンク、２１：蒸気配管、２１ａ：上向きのノズル口、２２：排ガス導入部、２３：入口側のスプレー配管、２３ｂ：下向きのノズル口、２５：入口側の充填物層、２６：排気管、２９：排ガス供給部、２９ａ：噴出口、３０：水分供給部、３１：入口側の揚水配管、３４：入口側の揚水ポンプ、３７：オーバーフロー配管、４０：水槽、４１：天井部、４２：オーバーフロー配管、４５：給水管、
６０：出口スクラバ、６０ａ：スクラバ本体、６１：出口側の揚水配管、６３：出口側のスプレー配管、６３ａ：ノズル口、６４：出口側の揚水ポンプ、６５：出口側の充填物層、６７：排気ブロア、６８：大気放出用排気管。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】