特許 7230940 排ガス処理設備

(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】

(24)【登録日】2023-02-20

(45)【発行日】2023-03-01

(54)【発明の名称】排ガス処理設備

(51)【国際特許分類】

   F23J 15/04 20060101AFI20230221BHJP

   B01D 53/38 20060101ALI20230221BHJP

   B01D 53/78 20060101ALI20230221BHJP

【ＦＩ】

F23J15/04

B01D53/38 ZAB

B01D53/78

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021019965

(22)【出願日】2021-02-10

(65)【公開番号】P2022122616

(43)【公開日】2022-08-23

【審査請求日】2021-10-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000001063

【氏名又は名称】栗田工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086911

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100144967

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 隆之

(72)【発明者】

【氏名】原島 慎吾

【審査官】岩▲崎▼ 則昌

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２１９２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９０２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０５７００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１７２３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０３８４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０２８４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５３６５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００１－５０２６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１０９１５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００２９３４３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｊ １５／０４

Ｂ０１Ｄ ５３／３８

Ｂ０１Ｄ ５３／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体製造プロセスからのＷＦ_６を含む排ガスを除害処理する除害装置と、該除害装置に水を供給する給水手段とを有する半導体製造プロセスからの排ガス処理設備において、
該給水手段に供給される水にコリン又はコリンと過酸化水素を添加して該排ガス処理設備におけるタングステン酸化物を含む堆積物の生成を抑制する薬剤添加手段を設けたことを特徴とする半導体製造プロセスからの排ガス処理設備。

【請求項2】

前記除害装置の下流側にスクラバーが設けられており、
該スクラバーの用水にコリン又はコリンと過酸化水素を添加する薬剤添加装置を備えた請求項１の排ガス処理設備。

【請求項3】

前記除害装置は、半導体製造プロセスからの排ガスを燃焼処理する燃焼室と、該燃焼室の内壁面に沿って水を流す水流出手段とを備えており、前記給水手段は、該水流出手段に水を供給する請求項１又は２の排ガス処理設備。

【請求項4】

半導体製造プロセスからのＷＦ_６を含む排ガスを除害処理する除害装置と、該除害装置に水を供給する給水手段とを有する排ガス処理設備によって半導体製造プロセスからの排ガスを除害処理する方法において、
該給水手段に供給される水に薬剤添加手段によってコリン又はコリンと過酸化水素を添加して該排ガス処理設備におけるタングステン酸化物を含む堆積物の生成を抑制することを特徴とする半導体製造プロセスからの排ガス除害処理方法。

【請求項5】

前記除害装置の下流側にスクラバーが設けられており、
該スクラバーの用水にコリン又はコリンと過酸化水素を薬剤添加装置によって添加する請求項４の排ガス除害処理方法。

【請求項6】

前記除害装置は、半導体製造プロセスからの排ガスを燃焼処理する燃焼室と、該燃焼室の内壁面に沿って水を流す水流出手段とを備えており、前記給水手段は、該水流出手段に水を供給する請求項４又は５の排ガス除害処理方法。

【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等からの排ガスを除害燃焼等により処理するための排ガス処理設備（除害装置）に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体、液晶、ＬＥＤ、太陽電池等の製造プロセスからは、ペルフルオロ化合物などを含んだ排ガスが排出される。なお、この排ガス中にはＣＨ_２Ｆ_２、ＷＦ_６、ＢＣｌ_３、Ｃｌ_２、Ｆ_２、ＨＦ、ＳｉＨ_４、ＮＨ_３、ＰＨ_３、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、ＴＲＩＳ（トリエトキシシラン）、ＴｉＣｌ_４などが含まれることもある。このような排ガスを処理する排ガス処理設備（除害装置）では、燃焼、電気加熱、プラズマなどを用いて、ペルフルオロ化合物等を燃焼（酸化）又は熱分解反応させた後、スクラバーで排ガスを洗浄し、ガス中の水可溶成分や微粒子等を除去する。

【0003】

この排ガスの燃焼処理装置として、燃焼室の下流側においてスプレーノズルによって水をスプレーしてガスを冷却するよう構成したものがある（特許文献１）。また、燃焼室の内壁面に沿って水を流下させ、燃焼生成物の内壁面への付着を防止すると共に、内壁面を燃焼熱から防護するよう構成した水冷式燃焼方式の除害装置がある（特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－２６２４４号公報

【文献】特開２００３－２４７４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の除害装置にあっては、除害装置内部やスクラバー、配管等において堆積物が生成し易く、除害装置を停止して堆積物を除去する作業が必要となる。なお、堆積物としてはシリカ系やタングステン系の酸化物等の固形物などが挙げられるが、これ以外の固形物も生成する。

【0006】

本発明は、排ガス処理設備における堆積物の生成を抑制することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の排ガス処理設備は、排ガスを除害処理する除害装置と、該除害装置に水を供給する給水手段とを有する排ガス処理設備において、該給水手段に供給される水にコリン及び／又はアンモニアを添加する薬剤添加手段を設けたことを特徴とする。

【0008】

本発明の一態様では、前記薬剤添加手段は、前記水に、コリン及び／又はアンモニアと、過酸化水素とを添加する。

【0009】

本発明の一態様では、前記除害装置の下流側にスクラバーが設けられており、該スクラバーの用水にコリン及び／又はアンモニアを添加する薬剤添加手段を備える。

【0010】

本発明の一態様では、前記スクラバーの用水に、コリン及び／又はアンモニアと、過酸化水素とを添加する。

【0011】

本発明の一態様では、前記薬剤添加手段は、薬剤として、半導体製造プロセスで使用される溶液又は半導体製造プロセス排水を添加する。

【0012】

本発明の一態様では、前記排ガスは、半導体製造プロセスからの排ガスである。

【発明の効果】

【0013】

本発明によると、除害装置やスクラバーに供給する用水にコリン及び／又はアンモニアあるいはさらに過酸化水素を添加することにより、排ガス処理設備における堆積物の生成が抑制される。これにより、排ガス処理設備のメンテナンス回数を減らすことができる。また、半導体等の製造プロセスマシンの停止を防ぐことができ、半導体等の生産性が向上する。

【0014】

なお、排ガスが半導体製造プロセスからの排ガスである場合、除害装置での堆積物は、シリカや、タングステンおよびその酸化物が主成分であるが、特に、タングステンおよびその酸化物は、コリン及び／又はアンモニアを含むか、あるいはさらに過酸化水素を含む溶液に比較的よく溶解するので、堆積物が容易に除去される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施の形態に係る排ガス処理設備の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図１を参照して実施の形態について説明する。除害装置１に対し、半導体製造プロセスからの排ガスが供給され、排ガスが燃焼又は分解処理される。なお、除害装置は、燃焼式、プラズマ式、電熱式等のいずれでもよく、これら以外でもよい。

【0017】

除害装置１内には、水を噴霧したり、除害装置１の内壁面に沿って水を流したりするようにノズル（図示略）が設けられている。該ノズルに対して、タンク及び配管等を備えた給水ライン２によって水が供給され、ノズルから水が噴霧されるか、あるいはノズルから流出した水が除害装置１の内壁面を水膜状に流れる。この噴霧された水あるいは内壁面を流れる水が、ガス中の水可溶成分を吸収すると共に、微粒子を捕捉したり、ガス温度を低下させる。

【0018】

除害装置１で処理されたガスがスクラバー４に送られ、洗煙処理された後、次工程に送られるか大気放出される。

【0019】

スクラバー４内では、上部のノズルに対し、水が供給される。ガスは、該ノズルから散水された水と接触して水可溶成分と微粒子が水に吸収ないし捕捉された後、スクラバー４から流出する。スクラバー４に対しては、タンク及び配管等を備えた給水ライン５によって用水が供給される。

【0020】

除害装置１及びスクラバー４の底部から取り出された水は、排水ライン３，６を介して取り出され、排水処理設備（図示略）に送水されて処理される。

【0021】

本実施形態では、給水ライン２，５によって除害装置１及びスクラバー４に送水される水にコリン及び／又はアンモニア溶液を添加するように薬剤添加装置が設けられている。

【0022】

薬剤添加装置としては、薬剤溶液のタンクと、薬注ポンプと、該薬注ポンプの制御器とを備えた一般的なものを用いることができるが、これに限定されない。薬剤添加装置は、給水ライン２，５の双方に薬剤を添加するものであってもよく、給水ライン２，５にそれぞれ薬剤添加装置を設置してもよい。

【0023】

薬剤溶液としては、コリン溶液、アンモニア溶液、もしくは、これらと過酸化水素の混合溶液を利用する。この場合、アンモニアと過酸化水素の混合液として、半導体製造プロセスで洗浄液として使用されるＳＣ－１、およびその排水を利用してもよい。なお、除害装置１やスクラバー４およびその周辺部材への影響を考慮し、腐食防止剤を併用してもよい。

【0024】

本発明では、上記薬剤溶液を常時除害装置やスクラバーの用水に添加してもよく、堆積物除去を目的として一時的に上記薬剤を用水に添加してもよい。いずれの場合も、堆積物の溶解および生成抑制の目的が十分に達成される。

【0025】

なお、コリンの添加率は０．１～１０ｇ／Ｌ特に１～１０ｇ／Ｌ程度が好適であり、アンモニアの添加率は０．１～１０ｇ／Ｌ特に１～１０ｇ／Ｌ程度が好適であり、過酸化水素の添加率は０．１～１０ｇ／Ｌ特に１～１０ｇ／Ｌ程度が好適である。また堆積物の溶解を目的とする場合は、１～１０g／L程度の添加率、堆積物の生成抑制を目的とする場合は、０．１～１ｇ／Ｌ程度の添加率が好適である。

【0026】

このように、薬剤を除害装置１及びスクラバー４の用水に添加することで、堆積物の主成分であるシリカ、タングステンおよびその酸化物を溶解させることができる。これにより、除害装置１やスクラバー４の内部、除害装置周辺配管等での詰まりを抑制ないし解消し、生産性の向上やメンテナンス頻度の低減を図ることができる。また、排ガス処理設備の停止に伴う半導体製造プロセスの稼動停止も防止され、製品の生産性が向上する。

【0027】

［実験例］
コリン及び／又はアンモニアが十分な溶解特性を有することを実証するために、以下の実験を行った。半導体製造プロセスの除害装置後段に設置されたスクラバーから堆積物を採取し、成分を分析したところ、Ｗ含有率がドライベースで約５５ｗｔ％であった。

【0028】

採取直後の堆積物を純水に固形分濃度として０．１％となるように添加し分散させて試験液（検水）を調製した。

【0029】

この試験液に対し、薬剤として、コリン、コリン＋Ｈ_２Ｏ_２、アンモニア又はアンモニア＋Ｈ_２Ｏ_２を、それぞれコリン０．１％（ｗｔ％。以下、同様）、コリン０．０５％＋Ｈ_２Ｏ_２０．０５％、アンモニア０．１％、アンモニア０．０５％＋Ｈ_２Ｏ_２０．０５％の添加率にて添加し、１０ｍｉｎ撹拌した後、溶け残った固形分量を測定して溶解率を測定したところ、溶解率はコリン、コリン＋Ｈ_２Ｏ_２、アンモニア＋Ｈ_２Ｏ_２の場合はいずれも約５０～６０％であった。アンモニア０．１％添加の場合の溶解率は約７０％であった。

【0030】

また、上記試験液に対する上記各薬剤の添加率を１％とした場合、溶解率は大概７５～９０％であった。

【0031】

これに対し、ＮａＯＨ０．１％を添加した場合の溶解率は約２０％、ＮａＯＨ１％を添加した場合でも約４５％と低い値であった。この結果より、コリン及び／又はアンモニアが十分な溶解特性を有することが認められた。

【0032】

上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記以外の形態とされてもよい。

【符号の説明】

【0033】

１ 除害装置
４ スクラバー

【図1】