
本発明は、燃焼分解部にて分解された被処理ガスに水分を噴射して冷却する金属製の水冷室を備えたガス処理装置に関する。 The present invention relates to a gas processing apparatus including a metal water cooling chamber for injecting moisture into a gas to be processed decomposed in a combustion decomposition section and cooling it.
半導体装置や液晶表示装置などを製造する工程では、CVD、ドライエッチング、あるいはイオン注入など様々な反応ガスが用いられる。このような製造工程の排気系には、ウェーハ処理のために供給されたガスの未反応成分、あるいは反応によって生成した多くのガスが含まれている。これらのガスの多くは有害であるため、ガス処理装置によって無害化してから各種製造施設の外部に放出している。 In the process of manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal display device, various reaction gases such as CVD, dry etching, or ion implantation are used. Such an exhaust system of the manufacturing process includes an unreacted component of a gas supplied for wafer processing or a lot of gas generated by the reaction. Since many of these gases are harmful, they are detoxified by a gas processing device and then released outside various manufacturing facilities.
そして、従来、被処理ガスを燃焼させた後、水分により冷却するガス処理装置が知られており(例えば、特許文献1参照。)、このようなガス処理装置を上記被処理ガスに適用することで、被処理ガスを分解して無害化することが考えられる。
被処理ガスには、例えばパーフルオロカーボンガス(以下、PFCガスという)が含まれることがあり、このような被処理ガスを燃焼させると、PFCガスが熱分解されてフッ素が発生する。 For example, perfluorocarbon gas (hereinafter referred to as PFC gas) may be included in the gas to be treated. When such gas to be treated is burned, the PFC gas is thermally decomposed to generate fluorine.
したがって、上述のガス処理装置では、水冷室内で水分を噴射した際に、この噴射された水分が上記熱分解されて発生したフッ素と反応してフッ化水素(HF)溶液となり、このフッ化水素溶液が、特に噴射された水分が当たる水冷室の内面にて、この水冷室を構成するモネル、あるいはインコネルなどの母材と反応し、水冷室の内面、あるいは水噴射用の冷却管などにダメージを与え、さらには水冷室や冷却管に穴が開いてしまうなどのトラブルが発生するおそれがあるという問題点を有している。 Therefore, in the gas treatment apparatus described above, when water is injected in the water-cooled chamber, the injected water reacts with the pyrolyzed fluorine generated to form a hydrogen fluoride (HF) solution. The solution reacts with the base material such as monel or inconel that constitutes the water cooling chamber, especially on the inner surface of the water cooling chamber where the sprayed water hits, and damages the inner surface of the water cooling chamber or the cooling pipe for water injection. Furthermore, there is a problem that a trouble such as a hole being formed in the water cooling chamber or the cooling pipe may occur.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、フッ化水素による水冷室の腐食を防止できるガス処理装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a point, and it aims at providing the gas processing apparatus which can prevent corrosion of the water cooling chamber by hydrogen fluoride.
本発明は、少なくともパーフルオロカーボンガスを含む被処理ガスを燃焼分解する燃焼分解部と、前記燃焼分解部にて分解された被処理ガスに水分を噴射して冷却する金属製の水冷室とを具備し、前記水冷室の内面は、フッ素樹脂によりライニングされているものである。 The present invention includes a combustion decomposition section that combusts and decomposes a gas to be processed containing at least a perfluorocarbon gas, and a metal water cooling chamber that injects moisture into the gas to be processed decomposed in the combustion decomposition section and cools it. The inner surface of the water cooling chamber is lined with a fluororesin.
そして、燃焼分解部にて分解された被処理ガスに水分を噴射して冷却する金属製の水冷室の内面を、フッ素樹脂によりライニングする。 And the inner surface of the metal water cooling chamber which cools by injecting a water | moisture content into the to-be-processed gas decomposed | disassembled in the combustion decomposition | disassembly part is lined with a fluororesin.
本発明によれば、パーフルオロカーボンガスの分解により発生したフッ素と水冷室にて噴射された水分とが反応してフッ化水素が生成しても、このフッ化水素により水冷室の内面が腐食されることを防止できる。 According to the present invention, even if fluorine generated by the decomposition of perfluorocarbon gas reacts with water injected in the water cooling chamber to generate hydrogen fluoride, the inner surface of the water cooling chamber is corroded by this hydrogen fluoride. Can be prevented.
以下、本発明の一実施の形態のガス処理装置の構成を図1を参照して説明する。 Hereinafter, the configuration of a gas processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図1において、1はガス処理装置としての除害装置を示し、この除害装置1は、パーフルオロカーボンガス(以下、PFCガスという)を含む被処理ガスGが導入される燃焼分解部2と、この燃焼分解部2により燃焼分解された被処理ガスGに水Wを噴射する水冷室3と、この水冷室3にて冷却された被処理ガスGをさらに処理する処理部としてのガス冷却吸収部4とを有し、被処理ガスGに含まれる有害な物質を分解除去して無害化するものである。 In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a detoxification device as a gas treatment device. The detoxification device 1 includes a combustion decomposition unit 2 into which a gas to be treated G containing perfluorocarbon gas (hereinafter referred to as PFC gas) is introduced, A
燃焼分解部2は、高温分散化炎により被処理ガスGを高効率処理して分解するもので、燃焼分解室11を備え、この燃焼分解室11に、被処理ガスGを導入するガス入口12が設けられ、また、このガス入口12の下流側に、例えばLPGなどの燃焼ガスG1などを導入する燃焼ガス導入口13、ドライエアあるいは酸素などのガスG2を導入するガス導入口14、ブロワBにより圧送されるブロワ空気G3を導くブロワ空気導入口15、および、窒素ガスG4を導く図示しない窒素ガス導入口のそれぞれの下流側が連通している。さらに、この燃焼分解部2の近傍には、燃焼ガスG1の漏洩を検出するガス検出器16が設けられている。 The combustion decomposing unit 2 decomposes the gas G to be processed with high efficiency by a high-temperature dispersion flame, and includes a combustion decomposition chamber 11, and a
ガス入口12には、燃焼分解室11に導入される被処理ガスGの圧力検出用の圧力計P1が設けられている。 The
燃焼ガス導入口13の上流側には、燃焼ガスG1が流通する配管21が設けられ、この配管21には、流量調整用のバルブ22が設けられている。また、この燃焼ガス導入口13の下流側には、燃焼ガスG1を被処理ガスGに対して交差状に導入するためのフィンF1が設けられている。 On the upstream side of the
ガス導入口14の上流側には、ガスG2が流通する配管24が設けられ、この配管24には、流量調整用のバルブ25が設けられている。また、このガス導入口14の下流側には、ガスG2を被処理ガスに対して交差状に導入するためのフィンF2が設けられている。 A
ブロワ空気導入口15の上流側には、ブロワ空気G3が流通する配管26が設けられ、この配管26には、ブロワBと流量調整用のバルブ27とが設けられている。また、この配管26には、ブロワBとバルブ27との間にて、流量調整用のバルブ28を介して配管21のバルブ22の上流側に連通接続される分岐配管29が設けられている。さらに、このブロワ空気導入口15の下流側には、ブロワ空気G3を冷却室3側へと傾斜状に導くフィンF3が複数設けられている。 On the upstream side of the
窒素ガス導入口の上流には、配管31が設けられ、この配管31には、流量調整用のバルブ32が設けられている。 A
さらに、燃焼分解室11には、火炎検知システムとしてのUV/EIセンサ34が設けられている。 Further, the combustion decomposition chamber 11 is provided with a UV /
また、ガス検出器16は、燃焼ガスG1の漏洩を検出した際に、燃焼分解部2の各部などの動作を停止させる、いわゆるインターロック機能を有している。 The
水冷室3は、燃焼分解部2にて燃焼分解された被処理ガスGを一次冷却するもので、燃焼分解室11との境界部に、水噴射手段としての水シャワー36が設けられている。 The
水シャワー36は、配管37を介して図示しない給水部に接続され、この配管37には、給水部から供給されて内部を通過する冷却用の水Wの流量検出用の流量計41と流量調整用のバルブ42とが順次設けられている。 The
また、水シャワー36は、水冷室3の外側から、対向する内面方向へと傾斜状に配設されており、噴射された水Wが水冷室3の内面に当たるように構成されている。このため、水冷室3は、母材として例えばステンレスを使用し、このステンレスの表面に、フッ素樹脂すなわち耐フッ化水素(HF)性物質としてのETFE(Ethylene-Tetra-Fluoro-Ethylene)43がライニングされて筒状に形成され、燃焼分解された被処理ガスGの一部、例えばフッ素が水冷室3の水シャワー36により噴射された冷却用の水Wと反応した反応液、すなわちフッ化水素(HF)溶液である排水W1に対して耐久性(耐食性)を有するように構成されている。 In addition, the
水冷室3の下流側である下端部は、ダクトDを介してガス冷却吸収部4に連通接続されている。したがって、このダクトDは、被処理ガスGが燃焼分解部2にて燃焼分解された後に水冷室3を経て冷却された一次冷却ガスG5と排水W1とが通過する部分である。そして、このダクトDには、水冷室3にて処理された被処理ガスGの一次冷却ガスG5の圧力検出用の圧力計P2と温度検出用の温度計T1とがそれぞれ設けられている。 A lower end portion on the downstream side of the
ガス冷却吸収部4は、ダクトDとの連結部よりも下方に設けられ排水W1が貯留される貯水部45が設けられ、この貯水部45の上方には、二次生成物処理部としてのスクラバ46が設けられ、このスクラバ46の上方には、冷却水噴射手段としての水溶機構47が設けられ、この水溶機構47の上方に、水分離部すなわちデミスタとしてのミストセパレータ48が設けられ、このミストセパレータ48の上方に、一次冷却ガスG5の処理後の二次冷却ガスG6を処理した排ガスG7が排出されるガス出口49が設けられている。 The gas cooling / absorbing unit 4 is provided below the connecting part with the duct D and is provided with a
貯水部45には、貯留される排水W1の温度検出用の温度計T2が設けられているとともに、この貯水部45には、排水W1を排出するドレイン配管51が接続され、このドレイン配管51には、流量調整用のバルブ52が設けられている。このドレイン配管51は、排水W1に含まれるフッ化水素を分解処理する図示しないフッ化水素処理ラインへと接続されている。 The
スクラバ46は、例えばラシヒリングなどの所定の充填物53が充填され、内部を上昇する一次冷却ガスG5と、水溶機構47により噴射された冷却用の水Wとの接触効率を向上してガス冷却効果を得るとともに、燃焼分解部2での被処理ガスGの燃焼などにより生じた二次生成物を捕捉するための部分である。 The
水溶機構47は、配管37の流量計41よりも上流側から分岐された分岐配管55から、流量検出用の流量計56および流量調整用のバルブ57を介して流入する水Wを、スクラバ46に対して噴射するものである。 The water-
ミストセパレータ48は、スクラバ46から排出された二次冷却ガスG6に含まれる液滴(ミスト)を捕捉してその飛散を防止するものである。 The
さらに、ガス出口49には、排出される排ガスG7の圧力検出用の圧力計P3と温度検出用の温度計T3とがそれぞれ設けられている。 Further, the
そして、各種流量計41,56、圧力計P1〜P3および各種温度計T1〜T3により検出される流量、圧力および温度に応じて、図示しない制御部により除害装置1の各種動作が制御されている。 Various operations of the abatement apparatus 1 are controlled by a control unit (not shown) according to the flow rate, pressure and temperature detected by the
次に、上記一実施の形態の動作を説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.
半導体装置や液晶表示装置などの製造用の排ガスである被処理ガスGが半導体製造装置などから排出されると、この被処理ガスGが、ガス入口12から燃焼分解室11内に導入される。 When the gas G to be processed, which is an exhaust gas for manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal display device, is discharged from the semiconductor manufacturing device or the like, the gas G to be processed is introduced into the combustion decomposition chamber 11 from the
同時に、燃焼分解室11内には、ブロワ空気G3が混入された燃焼ガスG1が燃焼ガス導入口13から導入されるとともに、ドライエア、あるいは酸素などのガスG2が導入されて、被処理ガスGが内部で燃焼分解される。 At the same time, the combustion gas G1 mixed with the blower air G3 is introduced into the combustion decomposition chamber 11 from the
この後、この燃焼分解された被処理ガスGに対して、ブロワ空気G3、および、窒素ガスG4が燃焼分解室11内にて混入され、この混入ガスに対して、水冷室3内で、給水部から供給された水Wが水シャワー36を介して噴射され、この混入ガスが冷却される。 Thereafter, blower air G3 and nitrogen gas G4 are mixed in the combustion decomposition chamber 11 with respect to the gas G to be processed by combustion, and water is supplied to the mixed gas in the
このとき、燃焼された被処理ガスGに含まれるフッ素と、水シャワー36を介して噴射された水Wとが反応してフッ化水素溶液が排水W1として生成し、水冷室3の内面を伝って下方へと流れ落ちる。 At this time, the fluorine contained in the burned gas G reacts with the water W injected through the
この後、水冷室3を通過した一次冷却ガスG5と排水W1とがダクトD内を通過してガス冷却吸収部4に導入され、排水W1は貯水部45に貯留され、一次冷却ガスG5はスクラバ46内へと導入される。 Thereafter, the primary cooling gas G5 and the drainage W1 that have passed through the
このスクラバ46において、一次冷却ガスG5は充填物53を上昇して通過する際に、上方の水溶機構47から噴射された水Wにより二次冷却されるとともに二次生成物を除去されて二次冷却ガスG6となる。 In this
なお、このときの冷却用の水Wは、排水W1として貯水部45に貯留される。 The cooling water W at this time is stored in the
そして、この二次冷却ガスG6は、ミストセパレータ48を通過する際に液滴が除去されて排ガスG7となり、ガス出口49から外部に排気される。 Then, when the secondary cooling gas G6 passes through the
また、貯水部45に貯留された排水W1は、ドレイン配管51を介してフッ化水素処理ラインへと排出される。 Further, the waste water W1 stored in the
上述したように、上記一実施の形態によれば、燃焼分解部2にて燃焼分解された被処理ガスGに水シャワー36から水Wを噴射して冷却する金属製の水冷室3の内面を、ETFE43によりライニングしたことにより、PFCガスの分解により発生したフッ素と水冷室3にて水シャワー36から噴射された水Wとが反応してフッ化水素が生成しても、このフッ化水素により水冷室3の内面が腐食されることを防止でき、水冷室3に穴が開いたりすることを確実に防止できる。 As described above, according to the above-described embodiment, the inner surface of the metal
特に、水冷室3の内面は、水シャワー36により噴射された水Wが直接当たる部分であるため、この水Wとフッ素との反応により生成したフッ化水素溶液の影響を最も受けやすいので、この水冷室3の内面をライニングすることで、水冷室3を確実に保護できる。 In particular, since the inner surface of the
また、水冷室3の母材をステンレスとし、ライニングするフッ素樹脂をETFE43とすることにより、容易にライニングできるとともに、他のフッ素樹脂を使用する場合と比較して、加工性が容易であるとともに、コストを抑制できる。 In addition, by using stainless steel as the base material of the
なお、上記一実施の形態において、ガス冷却吸収部4の構成は、上記構成に限定されるものではない。 In the above embodiment, the configuration of the gas cooling / absorbing unit 4 is not limited to the above configuration.
また、被処理ガスG以外で燃焼分解室11に導入される各種ガスも、上記に限定されるものではない。 Further, various gases introduced into the combustion decomposition chamber 11 other than the gas to be treated G are not limited to the above.
さらに、ETFE43のライニングは、例えば水シャワー36の配管部分などに対して施すことも可能であり、この場合には、これら配管部分などがフッ化水素により腐食することをも防止できる。 Further, the lining of the ETFE 43 can be applied to, for example, the piping portion of the
そして、水冷室3の内面にライニングされる物質は、例えばPTFE(Poly-Tetra-Fluoro-Ethylene)など、他の任意のフッ素樹脂を選択できる。 The material lined on the inner surface of the
1 ガス処理装置としての除害装置
2 燃焼分解部
3 水冷室
43 フッ素樹脂としてのETFE
G 被処理ガス1 Detoxifying device as gas processing device 2
43 ETFE as fluororesin
G Gas to be treated
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