[0001] 本发明涉及在工厂内对硅烷（SiH4）或三氟化氮（NF3）等气体状氟化物进行无害化（除害）的气体处理系统，特别是涉及实现了含有配管的整个气体处理系统的低价格化、小型化、维护性提高的气体处理系统。

[0002] 图2为表示以往半导体制造工厂或平板显示器工厂或太阳能面板工厂中的气体处理系统之一例的系统构成图。该半导体制造工厂中，在各个密闭腔室C1、C2…Cn内进行例如CVD（Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积）、蚀刻等加工。这些加工中使用的硅烷等加工气体或在加工中副产生成的气体状物质被送至气体处理系统1来进行无害化。进而，在密闭腔室C1、C2…Cn的等离子体自动清洁中使用的三氟化氮等清洗气体也同样被送至气体处理系统1进行无害化。

[0003] 所述气体处理系统1使用燃烧式除害装置6使由密闭腔室C1、C2…Cn排出的气体（以下称作“待处理气体”）燃烧分解后，将燃烧分解后的处理气体送至过滤袋BF，利用过滤袋BF将该处理气体中的粉尘（被燃烧分解的气体是硅烷时，则二氧化硅（SiO2）粉末成为粉尘）捕集、回收至减容器BF1中。粉尘捕集后的处理气体通过工厂内的配管4被送至工厂洗涤器设备5中，利用淋浴水的喷雾进行酸处理等除害处理。

[0004] 但是，当利用之前说明的现有气体处理系统对硅烷和三氟化氮进行除害（无害化）时，会发生以下的问题。

[0005] （1）由于在过滤袋BF和减容器BF1内存在通过硅烷的燃烧分解所产生的二氧化硅粉末、以及由三氟化氮的燃烧分解所产生的大量氟酸（HF）通过过滤袋BF，因而通过的氟酸与过滤袋BF或减容器BF1内的二氧化硅粉末发生反应，产生四氟化硅气体（SiF4）。进而，所产生的四氟化硅气体通过配管4流入工厂洗涤器设备5中。因此，在工厂洗涤器设备5中通过四氟化硅气体与淋浴水发生反应，二氧化硅粉末的淤渣大量地再生，因而频繁地需要对该淤渣进行回收的维护。

[0006] （2）通过三氟化氮的燃烧分解所产生的大量氟酸最终用工厂洗涤器设备5进行酸处理，因而配管4等从燃烧式除害装置6至工厂洗涤器设备5的整个配管体系或过滤袋BF均需要耐腐蚀处理（对于这种耐腐蚀处理，例如参照专利文献1）。

[0007] （3）为了将硅烷燃烧分解后的处理气体中所含的二氧化硅粉末输送至过滤袋BF，和为了降低燃烧分解后的处理气体的温度，需要使从燃烧式除害装置6至工厂洗涤器设备3
5的整个配管体系（包含配管4）的送风量为大风量（例如约60m ／min）；为了对应该大风量需要使整个配管体系以大直径且以不锈钢等金属来形成结实的配管、或者需要对配管内部进行耐腐食涂覆、需要采用处理能力大的大型工厂洗涤器设备5，则含有工厂洗涤器设备
5的气体处理系统整体必然变得大型、且价格昂贵。

[0008] 现有技术文献专利文献
专利文献1 ：日本特开2007－232308号公报。

[0009] 发明要解决的技术问题本发明为了解决所述问题点而完成，其目的在于提供一种气体处理系统，其适于实现含有配管的整个气体处理系统的低价格化、小型化、维护性的提高。

[0010] 用于解决技术问题的方法为了达成所述目的，本发明为一种气体处理系统，其机能为在工厂内将待处理气体进行无害化处理，其特征在于，具备：对所述待处理气体进行燃烧分解和洗涤集尘的水冷燃烧式除害装置、以及对所述燃烧分解和洗涤集尘后的处理气体进行电集尘的电集尘装置、以及将所述电集尘后的处理气体输送至所述工厂中原有的洗涤器设备的配管。

[0011] 所述本发明中，所述配管可以采用包括由内面未实施耐腐蚀处理的不锈钢等金属来构成的金属管、或者包括由氯乙烯等树脂来构成的树脂管的构成。

[0012] 所述本发明中，上述气体处理系统还可具备排气泵。为此构成时，待处理气体可以从排气泵排出。

[0013] 作为待处理气体，例如包含作为半导体材料气体的硅烷；作为在例如用等离子体等对等离子体CVD装置等的密闭腔室内进行清洗时的清洗气体使用的NF3、CF4、C2F6、SF6、CHF3、CF6等气体状氟化物。

[0014] 发明效果本发明中，通过采用上述构成，例如在工厂内将硅烷或三氟化氮作为待处理气体进行无害化时，作为由燃烧分解而得的产物会产生二氧化硅粉末或氟酸，通过利用位于配管上游的水冷燃烧式除害装置的洗涤集尘进行氟酸的捕集，流入配管的氟酸的浓度被抑制在TLV值（允许浓度）以下，因而配管的内面不必实施耐腐蚀处理。另外，通过利用水冷燃烧式除害装置中的洗涤集尘，燃烧分解后的处理气体被冷却，因而配管内的送风量很小即可，没有必要采用大直径且结实的配管。因此，可以采用内面未实施耐腐蚀处理的不锈钢等金属构成的小直径金属管、氯乙烯等树脂构成的小直径树脂管等小直径且简单构造、廉价的配管。而且，由于配管内的风量很小即可，因而还可对应该风量将工厂洗涤器设备小型化，可以实现含有配管的整个气体处理系统的低价格化、小型化。

[0015] 进而，本发明中，由于采用通过水冷燃烧式除害装置的洗涤集尘将二氧化硅粉末溶入排水进行回收的方式，因而流入工厂洗涤器设备的二氧化硅粉末的量大幅降低、并且还通过水冷燃烧式除害装置的洗涤集尘进行氟酸的捕集，因此不会发生下述情况：在工厂洗涤器设备内氟酸与二氧化硅粉末发生反应、产生四氟化硅气体，或者所生成的四氟化硅气体与水发生反应、二氧化硅粉末在工厂洗涤器设备中再生，从而使工厂洗涤器设备的维护变得容易。附图说明

[0016] [图1]为将作为本发明一实施方式的气体处理系统适用于半导体制造工厂的例子的系统构成图。

[0017] [图2]为表示以往半导体制造工厂或平板显示器工厂或太阳能面板工厂的气体处理系统之一例的系统构成图。

[0018] 以下一边参照附图一边详细地说明用于实施本发明的最佳方式。

[0019] 图1为将作为本发明一实施方式的气体处理系统适用于半导体制造工厂的例子的系统构成图。

[0020] 图1的半导体制造工厂中，在各个密闭腔室C1、C2…Cn内进行例如CVD（化学气相沉积，Chemical Vapor Deposition）、蚀刻等加工。这些加工中使用的硅烷等加工气体或加工中副产生成的气体状物质通过与密闭腔室C1、C2…Cn连接的未图示的排气泵被排气至密闭腔室C1、C2…Cn的外部。进而，在密闭腔室C1、C2…Cn的等离子体自动清洗中使用的三氟化氮等清洗气体也同样被排气至密闭腔室C1、C2…Cn的外部。如此，由密闭腔室C1、C2…Cn通过排气泵排气的待处理气体在工厂内的气体处理系统1中被无害化。

[0021] 气体处理系统1具备对由所述密闭腔室C1、C2…Cn排气的待处理气体进行燃烧分解和洗涤集尘的水冷燃烧式除害装置2、以及对燃烧分解和洗涤集尘后的处理气体进行电集尘的电集尘装置3、以及将电集尘后的处理气体输送至工厂洗涤器设备5（工厂中原有的洗涤器设备）的配管4。

[0022] 水冷燃烧式除害装置2具备：具有由密闭腔室C1、C2…Cn排气的所述待处理气体会流入的燃烧室20A的燃烧炉20、内置于燃烧炉20的水洗处理室（以下称作“燃烧炉内置水洗处理室20B”）、设置于燃烧炉20下游的水洗装置21、对来自燃烧炉内置水洗处理室20B或水洗装置21的排水进行回收并储藏的排水罐22，且按照下述方式构成：由密闭腔室C1、C2…Cn排气的所述待处理气体按顺序通过燃烧室20A、燃烧炉内置水洗处理室20B、排水罐22、水洗装置21而移动至所述电集尘装置3。

[0023] 燃烧室20A中，在高温下将由密闭腔室C1、C2…Cn排气的所述待处理气体燃烧分解。按照燃烧分解后的处理气体流入至燃烧炉内置水洗处理室20B的方式来构成。

[0024] 燃烧炉内置水洗处理室20B中，通过将淋浴水喷雾、将燃烧分解后的处理气体通入该淋浴水喷雾区域，利用淋浴水将处理气体中的粉尘（例如通过硅烷的燃烧分解而产生的二氧化硅粉末等）捕集、或利用淋浴水将易于溶于处理气体中的水的气体成分（例如作为密闭腔室C1、C2…Cn的清洗气体使用的三氟化氮的燃烧分解所产生的氟酸）捕集等，将有害成分从燃烧分解后的处理气体中除去。所除去的有害成分随淋浴水的排水一起流入排水罐22。另外，该燃烧炉内置水洗处理室20B还作为通过淋浴水将燃烧分解后的处理气体冷却的冷却装置发挥功能。

[0025] 水洗装置21在筒状洗涤器包装壳体21A的内侧具有淋浴水区域部21B、设置有考虑了表面积增大的环状填充物的气体接触区域部21C，同时按照经燃烧室20A和燃烧炉内置水洗处理室20B处理过的气体（燃烧分解和洗涤集尘后的处理气体）从筒状洗涤器包装壳体21A的下部流入至内部的方式来构成。淋浴水区域部21B的淋浴水通过滴加也被供至气体接触区域部21C。如上所述，流入筒状洗涤器包装壳体21A内的燃烧分解和洗涤集尘后的处理气体通过气体接触区域部21C而流入上方的淋浴水区域部21B。此时，处理气体中的粉尘通过与设有考虑了气体接触区域部21C的表面积增大的环状填充物的部分或淋浴水区域部21B的淋浴水的接触而被捕集。另外，该水洗装置21还具有作为通过淋浴水将燃烧分解和洗涤集尘后的处理气体进一步进行冷却的冷却装置的功能。

[0026] 排水罐22形成燃烧炉内置水洗处理室20B的排水和水洗装置21的排水流入的构造、和使该排水罐22内的水面上为气体流路的构造。构成为：经燃烧炉内置水洗处理室20B处理的处理气体在通过排水罐22内的水面上移动至所述水洗装置21时，会被来自水面的冷气冷却。即，该排水罐22还作为将处理气体冷却的冷却装置发挥功能。

[0027] 电集尘装置3采用以下构造：在设置于集尘筒30内侧中心部的金属棒31与该集尘筒30的内面30A之间产生电位差的构造、在集尘筒30的内面30A上形成水流的膜的构造、以及将经水冷燃烧式除害装置2处理过的气体（燃烧分解和洗涤集尘后的处理气体）从集尘筒30上部导入至内部的构造。按照流入集尘筒30内部的处理气体中的粉尘因电位差而被吸引至集尘筒30的内面30A、被流过内面的水流的膜捕获并水洗、从而流入至集尘筒30下部的排水罐32的方式来构成。利用这种电集尘除去粉尘后的处理气体通过排水罐32内的水面上流入配管4内。即，该电集尘装置3的排水罐32与水冷燃烧式除害装置2的排水罐22同样，也作为处理气体的冷却装置发挥功能。另外，集尘筒30的内侧空间由于利用流过其内面的水流而形成冷气的环境，因而该集尘筒30也作为处理气体的冷却装置发挥功能。

[0028] 对于配管4，可以采用氯乙烯等树脂构成的小直径的树脂管或内面未实施耐腐蚀处理的不锈钢等金属构成的小直径的金属管等具有小直径且简单构造、可廉价地获得的配管。其理由如后所述。

[0029] 当配管4内具有湿气时，由于无法被电集尘装置3捕集的微量粉尘会附着并堆积在配管4的内面，因而需要频繁地进行将该堆积物除去的配管4的维护。因此，本实施方式中，采用下述构成：通过用鼓风机4A将干燥空气供至配管4的入口附近，使配管4内一直保持在恒定湿度以下。

[0030] 接着，对所述气体处理系统的气体处理动作进行说明。予以说明，以下的气体处理动作说明中以硅烷和三氟化氮为例，对将这些气体进行除害（无害化）的情况进行说明。另外，这些气体通过排气泵从密闭腔室C1、C2…Cn流入至水冷燃烧式除害装置2。

[0031] 《硅烷的除害》流入至水冷燃烧式除害装置2的硅烷最初在燃烧炉20中被燃烧分解。利用燃烧分解进行硅烷的除害时，作为产物产生二氧化硅粉末。该产生的二氧化硅粉末随着通过燃烧分解产生的气体（处理气体）一起流入至燃烧炉内置水洗处理室20B内，被淋浴水捕集，通过其水流流入至水冷燃烧式除害装置2的排水罐22中。

[0032] 在移至水冷燃烧式除害装置2的排水罐22内的处理气体中含有未能被燃烧炉内置水洗处理室20B捕获的二氧化硅粉末。含有这种二氧化硅粉末的处理气体通过经由排水罐22内的水面上而被冷却，同时流入至水洗装置21内、且通过气体接触区域部21C和淋浴水区域部21B而向电集尘装置3移动。此时，处理气体中的二氧化硅粉末主要通过与淋浴水接触而被捕集。该被捕集的二氧化硅粉末也通过淋浴水的水流而流入排水罐22中。

[0033] 在移动至电集尘装置3的燃烧分解和洗涤集尘后的处理气体中，含有未被燃烧炉内置水洗处理室20B或淋浴水区域部21B等捕集的二氧化硅粉末。这种处理气体中的二氧化硅粉末因电位差而被吸引至集尘筒30的内面、通过流过内面的水流的膜而被捕获并洗涤、从而流入至集尘筒30下部的排水罐32中。

[0034] 从水冷燃烧式除害装置2的燃烧炉内置水洗处理室20B或水洗装置21以及电集尘装置3流入排水罐22、32而被回收的二氧化硅粉末由于粒径是1μ左右，因而会浮游在排水罐22内的水中、不会沉淀。

[0035] 《三氟化氮的除害》流入水冷燃烧式除害装置2的三氟化氮或由等离子体形成的F2与之前说明过的硅烷同样，最初在燃烧炉20内被燃烧分解。利用燃烧分解进行三氟化氮的除害时，作为产物产生氟酸。所产生的氟酸通过燃烧炉内置水洗处理室20B而流入排水罐22内，但由于氟酸溶入淋浴水中，流入至排水罐22内的氟酸的浓度会大大降低。因而，即便氟酸流入排水罐22中、被回收至排水罐22内的二氧化硅粉末与氟酸也不会发生反应。予以说明，溶有氟酸的淋浴水（酸排水）流入至排水罐22内。

[0036] 流入排水罐22内的剩余氟酸（未溶解于燃烧炉内置水洗处理室20B的淋浴水中的部分）通过经由排水罐22内的水面上而被冷却，同时流入到水洗装置21内。流入的氟酸通过气体接触区域部21C和淋浴水区域部21B而向电集尘装置3移动。此时，氟酸的大部分通过与淋浴水区域部21B的淋浴水接触而溶入淋浴水中，因而氟酸的浓度大大降低。该溶有氟酸的淋浴水（酸排水）也流入排水罐22中。另外，氟酸还通过溶于电集尘装置3的流水中而被捕集。溶有氟酸的流水（酸排水）流入至电集尘装置3的排水罐32内。

[0037] 在燃烧炉内置水洗处理室20B、淋浴水区域部21B和电集尘装置3中未能被除去的微量的氟酸通过排水罐32内的水面上而流入配管4，通过配管4内而向工厂洗涤器设备5移动。工厂洗涤器设备5中，通过对这种微量的氟酸喷雾淋浴水，从而将氟酸溶于淋浴水中进行除害。

[0038] 予以说明，排水罐22、32的酸排水例如还可在利用热交换器进行热除去、进行PH的调节处理和利用过滤器进行二氧化硅粉末的回收处理后，作为补充水而供至排水罐22、32。

[0039] 利用以上说明的本气体处理系统1，配管4可以采用由内面未实施耐腐蚀处理的不锈钢等金属来构成的金属管、由氯乙烯等树脂来构成的树脂管等小直径且简单构造、廉价的配管。其理由如下所述。

[0040] （1）通过在位于配管4上游的水洗装置21的淋浴水区域部21B和燃烧炉内置水洗处理室20B中进行氟酸的捕集，流入配管4的氟酸的浓度会被抑制为TLV值以下，因而不需要对配管4的内面实施耐腐蚀处理。

[0041] （2）由于在位于配管4上游的水冷燃烧式除害装置2的水洗装置21、燃烧炉内置水洗处理室20B、排水罐22以及电集尘装置3的集尘筒30或其排水罐32中将燃烧分解后3
的处理气体冷却，因而配管内的风量为9m ／min左右即可，不需要采用大直径的配管。

[0042] 另外，根据本气体处理系统1，如上所述由于配管4内的风量很少即可，因而还可根据其风量实现工厂洗涤器设备5的小型化。

[0043] 进而，本气体处理系统1中，由于通过将二氧化硅粉末溶入水冷燃烧式除害装置2的排水罐22或电集尘装置3的排水罐32的排水中进行回收，因而流入工厂洗涤器设备5侧的二氧化硅粉末的量大幅降低；并且由于在位于工厂洗涤器设备5上游的水洗装置21的淋浴水区域部21B和燃烧炉内置水洗处理室20B中进行氟酸的捕集，因而不会发生下述情况：在工厂洗涤器设备5中氟酸与二氧化硅粉末发生反应而产生四氟化硅气体；或所生成的四氟化硅气体与淋浴水发生反应而导致二氧化硅粉末再生，因而工厂洗涤器设备5的维护变得容易。

[0044] 本发明所涉及的气体处理系统还可作为图1的半导体制造工厂以外的其它工厂，例如平板显示器工厂或太阳能面板工厂的气体处理系统来采用。

[0045] 符号说明1气体处理系统
2水冷燃烧式除害装置
20燃烧炉
20A燃烧室
20B燃烧炉内置水洗处理室
21水洗装置
21A筒状洗涤器包装壳体
21B淋浴水区域部
21C气体接触区域部
22排水罐
3电集尘装置
30集尘筒
30A集尘筒的内面
31金属棒
32排水罐
4配管
4A鼓风机
5工厂洗涤器设备
6燃烧式除害装置
C1、C2…Cn密闭腔室
BF过滤袋