JP4350338B2 - Exhaust gas treatment equipment - Google Patents

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JP4350338B2 JP2002062434A JP2002062434A JP4350338B2 JP 4350338 B2 JP4350338 B2 JP 4350338B2 JP 2002062434 A JP2002062434 A JP 2002062434A JP 2002062434 A JP2002062434 A JP 2002062434A JP 4350338 B2 JP4350338 B2 JP 4350338B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ガスを除害する処理を行う装置に関し、特に半導体ウェーハをエピタキシャル成長する際に排出される有害な排気ガスを洗浄液に接触させて無害の固体物質にして除害する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスは半導体基板の表面に薄膜をエピタキシャル成長させることで作成される。
【0003】
すなわち半導体基板にはシリコン基板が一般的に使用される。薄膜の原料ガスとしては例えばSiHCl3(トリクロロシラン)が使用される。
【0004】
反応炉内でSiHCl3がシリコン基板の表面に供給される。そしてSiHCl3の化学反応によってシリコン基板の表面に同じシリコンの薄膜がエピタキシャル成長によって形成されていく。エピタキシャル成長層には不純物として例えば所定濃度のホウ素Bが添加される。ホウ素Bはエピタキシャル成長の過程で例えば所定濃度のドーピングガスB2H6を炉内に供給することによってエピタキシャル成長層の中にドーピングされる。このようにしてシリコン基板の表面に、所定濃度の不純物Bが添加されたエピタキシャル成長層が形成される。
【0005】
エピタキシャル成長は成長炉内でつぎのように行われる。なおエピタキシャル成長炉として枚葉炉を想定する。
【0006】
エピタキシャル成長炉内には、ガス供給路を介して成長ガスが供給される。ガス供給源より原料ガス(SiHCl3)、ドーピングガス(B2H6)、キャリアガス(H2)からなる成長ガスがエピタキシャル成長炉内に供給される。
【0007】
エピタキシャル成長炉には、炉内のガスを外部に排気する排出口が設けられている。
【0008】
エピタキシャル成長炉に成長ガスが供給されると、成長ガスがウェーハの基板の表面を通過する。ウェーハ基板はサセプタによって保持されている。高温気相中(1000゜C〜1200゜C)での化学反応が基板上でなされ、基板の表面に不純物(B)が所定濃度で注入されて薄膜が形成される。高温気相中での化学反応に寄与しなかった成長ガス及び化学反応はしたがエピタキシャル成長に寄与しなかった副生成ガス等は、排出口から外部に排出される。
【0009】
上記サセプタはSiCなどから構成されている。よってサセプタ上に原料ガスが通過すると不要なシリコンが堆積される。そこでこの堆積されたシリコンを取り除くべくエピタキシャル成長炉内にはガス供給路を介してエッチングガスが供給される。ガス供給源よりエッチングガスとしてHClと、これを希釈するキャリアガス(H2)が供給される。ここでエッチングガスとしては塩化水素ガスの純ガスでもよく塩化水素ガスを含む混合ガスでもよい。
【0010】
エッチングガスがエピタキシャル成長炉内に供給されると、エッチングガスがサセプタの表面を通過する。これによりサセプタ上に堆積された不要なシリコンがエッチングガスと化学反応(Si(s)+2HCl(g)→SiCl2(g)+H2(g))により分解され取り除かれる。エッチングに寄与したエッチングガスの一部は、排出口から外部に排出される。エピタキシャル成長炉に投入されたガスのうちの数十%のガスが排気ガスとして排出される。
【0011】
こうしてエピタキシャル成長炉の排出口から排出されたガスSiHCl3、B2H6、H2、HClなどは、除害装置に供給される。除害装置で無害の物質に生成された後、大気に放出される。
【0012】
とりわけSiHCl3などのシリコン塩化物、塩化水素HClを、そのまま大気に放出させてしまうと人体などに悪影響を与えるため無害の物質に変換させる必要がある。HClガスは腐食性を有し機器に悪影響を与える。
【0013】
そこで従来より図9に示す洗浄塔50を用い「ジェットスクラバ」により除害するようにしている。
【0014】
同図9に示すように除害剤として苛性ソーダ水溶液3(NaOHaq)がポンプによってタンクから吸い上げられ、洗浄塔50内に設けられたジェットノズル51の上流側に供給される。一方導入口9からノズル51の外側に向けて排気ガス4が導入される。これによりノズル51から噴出した流れの速いジェット流3Aとしての苛性ソーダ水溶液3と、ジェット流3Aによりノズル51の下流に引き込まれる排気ガス4とが気液接触され反応式(SiHCl3+2H2O→3HCl+SiO2+H2…(1))によって無害の固体物質つまり副生成物52(SiO2の水和物)が生成されるとともに、反応式(HCl+NaOH→NaCl+H2O…(2))によって塩化水素ガスが中和により除害される。SiO2水和物52は苛性ソーダ水溶液3に溶解されて苛性ソーダ水溶液3とともに回収、除去される。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかし図9に示す従来技術によれば苛性ソーダ水溶液3の速い流れ3Aによって、苛性ソーダ水溶液3の跳ね上がり、飛散が顕著であり、ノズル51の出口部近辺の洗浄塔内壁においてミストおよび水蒸気が発生し易い。このため苛性ソーダ水溶液3の主流に排気ガス4が気液接触する前に、その一部がミストおよび水蒸気と接触してしまい洗浄塔内壁に大量の副生成物52(固体のSiO2水和物)が短時間で析出する。このため副生成物52の堆積によって排気ガス4の通路が短時間で閉塞するおそれがあった。
【0016】
洗浄塔50内の副生成物52の析出堆積量が多く、排気ガス4の通路を閉塞するサイクルが早まるとつぎの点で問題がある。
【0017】
1)通常、枚葉炉としてのエピタキシャル成長炉の1台につき、図9に示す洗浄塔50が1台割り当てられている。副生成物52による閉塞が生じる前に事前に洗浄塔50を分解清掃しなければならないが、閉塞のサイクルが短くなるに伴いこの分解清掃のメンテナンスサイクルが短くなり、エピタキシャル成長炉を稼動する機会が失われる。このためエピタキシャル成長炉のダウンタイムが増加し稼動効率が著しく悪化する。
【0018】
2)副生成物52であるSiO2水和物にはシロキサン等をも含む。このため副生成物は、活性で発火性の強い物質であり、析出堆積量が多いと分解清掃作業の際に爆発的な燃焼を起こし災害に合う確率が大きくなる。
【0019】
そこで、副生成物52の析出堆積量を少なく抑えるとともに、排気ガス4の通路の閉塞のサイクルを長くすることが望まれている。
【0020】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、副生成物52の析出堆積量を少なく抑えるとともに、排気ガス4の通路の閉塞のサイクルを長くできるようにすることを、第1の解決課題とするものである。
ここで副生成物52が洗浄塔50内で析出堆積するという問題に関する従来の一般的技術水準について説明する。
【0021】
特開平2001−7034号公報に開示される除害方法に関し、排気ガスの導入管内で掻き出し部材を移動させることによって導入管の先端内側に析出堆積した副生成物を除去するという発明が記載されている。
【0022】
またこの発明は、副生成物の析出自体を抑制することに関しては何ら記載されておらず、析出した副生成物を事後的に掻き出し部材によって除去するというものである。したがって副生成物の析出の速度が速まれば、掻き出し部材によって副生成物を除去する前に、掻き出し部材と導入管の間に副生成物が詰まってしまい除去そのものができなくなるという問題が発生する。
【0023】
また副生成物52の析出自体を抑制する技術も既に実施されている。
【0024】
すなわち洗浄液3のミスト及び水蒸気と排気ガス4が直接接触しないように、乾燥窒素によってガスのカーテンを作り、洗浄塔内壁面における副生成物52の堆積を防止するようにしている。しかしこの方法は機器の構成が複雑になり、かつランニングコストが上昇するという問題がある。
【0025】
さて除害の効率を高めるためには、苛性ソーダ水溶液3と排気ガス4とが気液接触している時間、面積を大きくし気液接触の効率を高めればよい。図9の洗浄塔50の場合、ノズル51から噴出するジェット流3Aの流れを速くするとエジェクタ効果によって、より大量の排気ガス4をノズル51の下流に引き込むことができ、気液接触の効率を高め除害効率を向上させることができる。
【0026】
またエピタキシャル成長炉内の圧力は一定ではないので、排気ガス4を安定してノズル51の下流側に引き込むためには、ノズル51から噴出されるジェット流3Aの流速を調整する必要性があった。
【0027】
しかしノズル51から噴出されるジェット流3Aを調整して洗浄液3の流れを速くすると、それに伴い排気ガス4の流れも速くなるので確かに除害効率は向上するものの、苛性ソーダ水溶液3の速度自体が増加しているので苛性ソーダ水溶液3の跳ね上がり、飛散が一層顕著になる。このため洗浄塔50内の副生成物52の析出堆積量が一層多くなり、排気ガス4の通路が閉塞するサイクルが一層早まり上記1)、2)の問題が一層顕著になるという悪循環があった。
【0028】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、苛性ソーダ水溶液3の跳ね上がり、飛散を大きくすることなく除害効率を向上させることを、第2の解決課題とするものである。
【0029】
【課題を解決するための手段および効果】
本発明の第1発明は、第1の解決課題を達成するために、
排気ガスを、洗浄塔に導き、この洗浄塔内に設けたノズル内に洗浄液の流れを形成するとともに前記ノズル外に排気ガスの流れを形成し、当該ノズルの先端で排気ガスと洗浄液を接触させて排気ガス中の有害物質を除害する処理を行う排気ガス処理装置において、
前記ノズルの内側に、当該ノズルの壁面のうち最もノズル内径側にある壁面の下方先端よりも更に下方に突出するようにインサータを設け
当該インサータの下方端部が円柱状であること
を特徴とする。
【0030】
第1発明によれば、図5に示すように、ノズル26の内側に、当該ノズル26の下方先端よりも更に下方に突出するようにインサータ29を設ける。
【0031】
このためノズル26とインサータ29との間を通過しノズル26の先端から噴出する洗浄液3の流束3cは、ノズル26の下方で細くなる。流束3cがノズル26の下方で細くなることで洗浄液3の跳ね上がり、飛散が抑制される。これにより洗浄塔2の内部で副生成物52(固体のSiO2水和物)が析出堆積されることを抑制でき、洗浄塔2内の副生成物52の析出堆積量を少なくし、排気ガス4の通路が閉塞するサイクルを長くすることができる。
【0032】
第2発明は、第1発明において、
前記ノズルの開先を二重開先としたこと
を特徴とする。
【0033】
第2発明によれば、図3(a)に示すように、ノズル26の開先を二重開先26aとしているので、ノズル26の先端から噴出する洗浄液3の跳ね上がり、飛散を更に抑制することができる。これにより洗浄塔2の内部で副生成物52(固体のSiO2水和物)が析出堆積されることを更に抑制でき、洗浄塔2内の副生成物52の析出堆積量を少なくし、排気ガス4の通路が閉塞するサイクルを長くすることができる。
【0034】
第3発明は、第2発明において、
前記二重開先の外側に、更に下方に突出するように開先を形成すること
を特徴とする。
【0035】
第3発明によれば、図3(a)、図4に示すように、二重開先26aの外側に、更に下方に突出するように開先25aを形成しているので、ノズル26の先端から噴出する洗浄液3の跳ね上がり、飛散を更に抑制することができる。これにより洗浄塔2の内部で副生成物52(固体のSiO2水和物)が析出堆積されることを更に抑制でき、洗浄塔2内の副生成物52の析出堆積量を少なくし、排気ガス4の通路が閉塞するサイクルを長くすることができる。なお開先25aは図2に示すようにインサータ29よりも下方に突出していることが望ましい。
【0036】
第4発明は、第1発明において、
前記インサータの下方先端部の壁面と前記最もノズル内径側にある壁面とで挟まれる空間の断面積を、前記下方先端部より上方に位置する前記インサータの壁面と前記最もノズル内径側にある壁面とで挟まれる空間の断面積よりも小さくすることによって、前記洗浄液の流れの線速度を、前記下方先端部より上方に位置する前記インサータの周囲よりも前記下方先端部の周囲で増加させること
を特徴とする。
【0037】
第4発明によれば、図3(a)、(c)に示すように、インサータ29の下方先端部に、絞り29aを形成しているので、ノズル26から噴出される洗浄液3の流束3cの線速度が上昇するとともに、流束3cの線速度がインサータ29の周方向で均一化される。このため洗浄液3の跳ね上がり、飛散を更に抑制することができる。
【0038】
第5発明は、第1発明または第2発明または第3発明において、
前記ノズルの外側に、当該ノズルの先端部に向けてスライドすることにより当該ノズルの先端部に析出される副生成物を欠き落とすスライドノズルを設けたこと
を特徴とする。
【0039】
第5発明によれば、図1に示すように、アウタノズル25の外側に、当該アウタノズル25の先端部に形成される副生成物52を欠き落とすスライドノズル27を設けるようにしている。
【0040】
アウタノズル25の先端部に副生成物52が析出されたとしても、スライドノズル27を、アウタノズル25の先端部に向けてスライドすることによりアウタノズル25の先端部に析出された副生成物52を欠き落とすことができる。
【0041】
特に図3(a)、図4に示すように、二重開先26aを有したインナノズル26の外側に、アウタノズル25を設け、このアウタノズル25の開先25aを二重開先26aよりも更に下方に突出するように構成した場合には、図3(a)の矢印Cに示すようにアウタノズル25の先端部外側に集中して副生成物52を析出させることができる。
【0042】
そこでスライドノズル27を下方に向けてスライドさせれば、アウタノズル25の先端部外側に集中して析出した副生成物52を、まとめて欠き落とし除去することができる。
【0043】
第6発明は、第5発明において、
前記スライドノズルは、不活性ガスの圧力によって動作するガス圧アクチュエータによって駆動されるものであること
を特徴とする。
【0044】
第6発明によれば、図1に示すように、スライドノズル27は、窒素ガスなどの不活性ガス5の圧力によって動作するガス圧アクチュエータ(ピストン32、室33、34)によって駆動される。窒素ガスなどの不活性ガス5を使用しているので、仮にガス漏れが生じたとしても洗浄塔2の内部の活性な物質たとえば副生成物52と反応して爆発的な燃焼が発生するおそれはない。
【0045】
第7発明は、第1発明において、
前記洗浄塔の内壁面に設けた孔から洗浄液を吐出させ当該内壁面に沿って洗浄液の流れを形成するようにしたこと
を特徴とする。
【0046】
第7発明によれば、図7に示すように、洗浄塔2(メインダクト23)の内壁面23aに設けた孔31から洗浄液3を吐出させ当該内壁面23aに沿って洗浄液3の流れ3eを形成している。このため図5に示すように、排気ガス4の流れ4cと、内壁面23aに沿った洗浄液3の流れ3eとが、内壁面23aに沿った気液接触部35で気液接触する。一方ノズル26から噴出した洗浄液3の流れ3cは、ノズル26下方の気液接触部36にて、排気ガス4の流れ4cに気液接触する。このように気液接触が、ノズル26の下方と、洗浄塔2の内壁面23aとで発生するので気液接触の効率が高まり除害効率が向上する。
【0047】
第8発明は、第1発明または第2発明または第3発明において、
前記ノズルの外側に、ディフューザを形成し、これらディフューザとノズル間で形成された通路に排気ガスを導き、この排気ガスの通路に、不活性ガスをパージすることにより旋回流を形成して負圧によって排気ガスを通路下方に引き込むこと
を特徴とする。
【0048】
図6は図1の矢視A−A断面を概略的に示している。
【0049】
第4発明によればアウタノズル25の外側に、ディフューザ24を形成し、これらディフューザ24とアウタノズル25間で形成された通路に排気ガス4を導き、この排気ガス4の通路に、不活性ガス(窒素ガス)6をパージすることにより旋回流Dを形成して負圧によって排気ガス4を通路下方に引き込むようにしている。
【0050】
窒素ガスなどの不活性ガス6を排気ガス4の通路にパージすることにより旋回流Dが形成され負圧が発生する。負圧によって、より多くの排気ガス4を下流に引き込むことができる。また旋回流Dであるので排気ガス4と接触する効率が高まる。このため排気ガス4の下方へのパージが効率的に行われ、下方へパージされた排気ガス4とアウタノズル26から噴出される洗浄液3との気液接触の効率が高まり除害効率が向上する。
【0051】
すなわち洗浄液3を噴出する速度自体は大きくすることなく、排気ガス4を下流に効率的に引き込むことができる。このため洗浄液3の噴出速度が増大することによる洗浄液3の跳ね上がり、飛散の増大を抑制することができる。
【0052】
このため本発明によれば、洗浄液3の跳ね上がり、飛散を大きくすることなく除害効率を向上させることができるようになる。
【0055】
第9発明は、第1発明において、前記排気ガスは、半導体ウェーハをエピタキシャル成長する際に排出される排気ガスであることを特徴とする。
【0056】
第9発明は、特に半導体ウェーハをエピタキシャル成長する際に排出されるSiHCl3、B2H6、H2、HClなどの排気ガス4を除害する場合に適用される。エピタキシャル成長炉に本発明の除害装置を適用した場合には、副生成物52の析出堆積量が少なくなり除害装置の分解清掃作業のメンテナンスサイクルが長くなるので、エピタキシャル成長炉のダウンタイムが減り稼動効率を向上させることができる。なおエピタキシャル成長炉から排出される排気ガス4としては、その他にPH3、N2などがあり、原料ガス、ドーパント、エッチングガス等の種類によって排気ガス4の内容は異なる。
【0057】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明に係る排気ガスの除害装置の実施の形態について説明する。
【0058】
図8は実施形態の排気ガス処理装置1の全体構成を示す図である。
【0059】
この排気ガス処理装置1の前工程ではシリコン基板にシリコン薄膜をエピタキシャル成長させるエピタキシャル成長工程がエピタキシャル成長炉内で行われる。
【0060】
エピタキシャル成長は原料ガスSiCl4、SiHCl3、SiH2Cl2、SiH4により異なるが、以下の反応によってなされる。
【0061】
(a)SiCl4+2H2→Si+4HCl(水素還元反応) …(3)
(b)SiHCl3+H2→Si+3HCl(水素還元反応及び熱分解反応)…(4)
(c)SiH2Cl2→Si+2HCl(熱分解反応) …(5)
(d)SiH4→Si+2H2(熱分解反応) …(6)
シリコン薄膜の原料ガスとしては例えば(b)のSiHCl3(トリクロロシラン)が使用される。反応炉内でSiHCl3がシリコン基板の表面に供給される。そしてSiHCl3の化学反応によってシリコン基板の表面に同じシリコンの薄膜がエピタキシャル成長によって形成されていく。エピタキシャル成長層には不純物として例えば所定濃度のホウ素Bが添加される。ホウ素Bはエピタキシャル成長の過程で例えば所定濃度のドーピングガスB2H6を炉内に供給することによってエピタキシャル成長層の中にドーピングされる。このようにしてシリコン基板の表面に、所定濃度の不純物Bが添加されたエピタキシャル成長層が形成される。
【0062】
すなわちエピタキシャル成長炉内には、ガス供給路を介して成長ガスが供給される。ガス供給源より原料ガス(SiHCl3)、ドーピングガス(B2H6)、キャリアガス(H2)からなる成長ガスがエピタキシャル成長炉内に供給される。
【0063】
エピタキシャル成長炉には、炉内のガスを外部に排気する排出口が設けられている。
【0064】
エピタキシャル成長炉に成長ガスが供給されると、成長ガスがウェーハの基板の表面を通過する。ウェーハ基板はサセプタによって保持されている。高温気相中(1000゜C〜1200゜C)での化学反応が基板上でなされ、基板の表面に不純物(B)が所定濃度で注入されて薄膜が形成される。高温気相中での化学反応に寄与した成長ガスの一部は、排出口から外部に排出される。
【0065】
上記サセプタはSiCなどから構成されている。よってサセプタ上に原料ガスが通過すると不要なシリコンが堆積される。そこでこの堆積されたシリコンを取り除くべくエピタキシャル成長炉内にはガス供給路を介してエッチングガスが供給される。ガス供給源よりエッチングガスとしてHClと、これを希釈するキャリアガス(H2)が供給される。ここでエッチングガスとしては塩化水素ガスの純ガスでもよく塩化水素ガスを含む混合ガスでもよい。
【0066】
エッチングガスがエピタキシャル成長炉内に供給されると、エッチングガスがサセプタの表面を通過する。これによりサセプタ上に堆積された不要なシリコンががエッチングガスと化学反応(Si(s)+2HCl(g)→SiCl2(g)+H2(g))により分解され取り除かれる。エッチングに寄与したエッチングガスの一部は、排出口から外部に排出される。エピタキシャル成長炉に投入されたガスのうちの数十%のガスが排気ガスとして排出される。
【0067】
こうしてエピタキシャル成長炉の排出口から排出された排気ガス4つまりSiHCl3、B2H6、H2、HClなどは、図1の排気ガス処理装置1に供給される。
【0068】
しかしながら実際の排気ガスには、たとえ原料ガスとしてSiHCl3を使用したとしてもHClやSiHCl3だけではなく、SiH2Cl2も含まれている。
【0069】
また原料ガスとして(a)のSiCl4が使用された場合も、同様に実際の排気ガスには、HClやSiCl4だけではなく、SiHCl3やSiH2Cl2も含まれている。
【0070】
すなわち上記(3)の反応式(SiCl4+2H2→Si+4HCl)を正確に表すと、つぎのようになる。
【0071】
SiCl4+H2⇔SiCl2+2HCl …(7)
SiCl2+H2⇔Si+2HCl …(8)
ここで中間体SiCl2は周囲のHClとH2とで可逆的につぎの反応を行っている。
【0072】
SiCl2+HCl⇔SiHCl3 …(9)
SiCl2+H2⇔SiH2Cl2 …(10)
従って排気ガス中にはH2、HClの他にSiCl4だけではなく、SiHCl3やSiH2Cl2などが存在することになる。
【0073】
また原料ガスとしてSiHCl3を使用した場合でもHClの他にSiHCl3だけではなくSiH2Cl2などが存在することになる。
【0074】
ただし本実施形態では説明の便宜のため原料ガスとしてSiHCl3を使用した場合に排気ガス4中にシリコン塩化物としてSiHCl3だけが存在していると想定して説明する。
【0075】
ここでSiHCl3などのシリコン塩化物、塩化水素HClは、これをそのまま大気に放出させては人体などに悪影響を与えるため無害の物質に変換させる必要がある。HClガスは腐食性を有し機器に悪影響を与える。このため図1の排気ガス処理装置1によってこれらガスの除害がなされる。
【0076】
図8の排気ガス処理装置1は、大きくは、図1で後述する洗浄塔2と、処理漕13と、ポンプ15とを備えている。これら洗浄塔2、処理漕13、ポンプ15は、各種配管によって接続されている。
【0077】
洗浄塔2では図9に示す従来技術と同様に「ジェットスクラバ」という除害方法により除害が行われる。洗浄塔2の内部には図1で詳述するようにインナノズル26が設けられている。洗浄塔2の上部にはインナノズル26の上流の供給口11が設けられている。
【0078】
洗浄塔2の中間位置には、排気ガス4が導入される導入口9が設けられている。洗浄塔2の外壁が排気ガス4を通過させるメインダクト23を構成している。
【0079】
洗浄塔2の下方位置には、洗浄液3をメインダクト23の内壁に供給する供給口10が設けられている。
【0080】
洗浄塔2の下方の処理漕13内には洗浄液3としての苛性ソーダ水溶液(NaOHaq)が貯留されている。洗浄液3はポンプ15によって吸い上げられ、管路19、供給口11を介してインナノズル26内に供給されるとともに、管路16、供給口10を介してメインダクト23の内壁に供給される。
【0081】
管路19上には同管路19を通過する洗浄液3の通過流量を計測する流量計20が設けられている。また管路19上には同管路19を通過する洗浄液3の通過流量を制御するバルブ21が設けられている。流量計20によって洗浄液3の通過流量が計測されこの計測結果に基づいてバルブ21が制御され洗浄液3のインナノズル26への供給量が目標値に制御される。そしてインナノズル26から目標値に応じた量の洗浄液3が噴出される。
【0082】
同様にして管路16上には同管路16を通過する洗浄液3の通過流量を計測する流量計17が設けられている。また管路16上には同管路16を通過する洗浄液3の通過流量を制御するバルブ18が設けられている。流量計17によって洗浄液3の通過流量が計測されこの計測結果に基づいてバルブ18が制御され洗浄液3のメインダクト23の内壁への供給量が目標値に制御される。そしてメインダクト23の内壁面に目標値に応じた量の洗浄液3が吐出される。
【0083】
エピタキシャル成長炉から排出された排気ガス4は、導入口9を介して洗浄塔2のメインダクト23内に導入される。
【0084】
洗浄塔2の上部には、図1で後述するように、ガス圧アクチュエータ駆動用の窒素ガス5(アクチュエータ駆動用窒素ガス5という)を供給、排出する供給排出口7、8が設けられている。また洗浄塔2の下方には、図1で後述するように、ディフューザ内パージ用の窒素ガス6(パージ用窒素ガス6という)を供給する供給口12が設けられている。
【0085】
洗浄塔2の内部では洗浄液3と排気ガス4とがインナノズル26の噴出口下方で、高速の流れとなって気液接触される。洗浄液3と排気ガス4とが気液接触されると、反応式(SiHCl3+2H2O→3HCl+SiO2+H2…(1))によって無害の固体物質つまり副生成物52(SiO2の水和物)が生成されるとともに、反応式(HCl+NaOH→NaCl+H2O…(2))によって塩化水素ガスが中和により除害される。SiO2水和物52は苛性ソーダ水溶液3に溶解されて苛性ソーダ水溶液3とともに処理漕13に回収される。処理漕13には外部より適宜、水が補給されるとともに、処理漕13の汚染した洗浄液3は排水路22を介して適宜排水される。また処理漕13には、洗浄液3上部の雰囲気を大気14に解放する管路14が設けられている。管路14には通常、アルゴンガスなどのガスシールが設けられており大気が処理漕13の内部に吹き込むことを防止している。
【0086】
つぎに図1を参照して洗浄塔2の内部の構成について説明する。
【0087】
同図1に示すように、洗浄塔2は、大きくは、メインダクト23と、ディフューザ24と、インナノズル26と、アウタノズル25と、インサータ29と、スライドノズル27と、ピストン32と、室33、34とから構成されている。
【0088】
メインダクト23は、洗浄塔2の外壁を構成し排気ガス4を通過させる通路であり、その内壁面23aには孔31が複数形成されている。孔31はインナノズル26の下方先端部近傍に形成されている。孔31は、洗浄液3の供給口10に連通している。
【0089】
図7は、メインダクト23を斜視的に破断図で示している。同図7に示すように、供給口10に洗浄液3が供給されると、孔31から洗浄液3が吐出し内壁面23aに沿って、つまり内壁面23aの接線方向に沿って、洗浄液3の流れ3eが形成される。これにより洗浄塔2の内壁面23aが洗浄液3によって浸される。
【0090】
図1に戻るとインナノズル26は、断面が円形の円筒状の部材であり、洗浄塔2内の中心に、その長手方向が洗浄塔2の上下方向に一致するように設けられている。インナノズル26の上流には供給口11が設けられている。図3(a)、図4はインナノズル26の下方の先端部を拡大して示している。同図3(a)に示すようにインナノズル26の開先は二重開先26aとして構成されている。
【0091】
図1に戻るとインナノズル26の内側には、インサータ29が設けられている。インサータ29は、断面が円形の丸棒上の部材であり長手方向がインナノズル26の長手方向に一致するように設けられている。図3(a)はインサータ29の下方先端部の側面を示しており、図3(b)は図3(a)の矢視G方向からみたインサータ29の断面を示している。
【0092】
これら図に示すようにインサータ29は、その下方先端がインナノズル26の下方先端よりも更に下方に突出するように設けられている。
【0093】
インサータ29には、その長手方向に沿って溝30が複数形成されている。溝30はインサータ29の下方の所定位置まで延びている。したがってインサータ29のうち溝30が形成されていない部分では、溝30が形成されている部分と比較して洗浄液3の流れの断面積が小さくなるなるので、絞り部29aを構成する(図3(a)参照)。
【0094】
このため図1に示すように供給口11から洗浄液3が供給されると、洗浄液3は矢印3aに示すようにインサータ29の溝30を通過するか、矢印3bに示すようにインナノズル26とインサータ29との間の通路を通過して下方に流れる。そして図3(a)の矢印3dに示すように、洗浄液3の流れが絞り部29aに達すると洗浄液3の流れの断面積が小さくなるので、絞り部29aで洗浄液3の流れの線速度が増加する。そして洗浄液3はインナノズル26から高速で噴出される。
【0095】
図3(c)は図3(a)のインサータ29と等価なインサータ29を示している。図3(c)に示すように径の異なる部材を組み合わせてインサータ29を構成することも可能であるが、本実施形態では、丸棒に溝30を形成することで絞り部29aを形成するようにしている。このような構成としているので図3(c)に示す構成と比較して、強度を高めることができるとともに絞り部29aの周方向における流速を均一にすることができる。
【0096】
図1に戻ると、インナノズル26の外側にはアウタノズル25が設けられている。アウタノズル25は、断面が円形の円筒状の部材であり、その長手方向がインナノズル26の長手方向に一致するように設けられている。
【0097】
図3(a)に示すように、アウタノズル25は、その下方先端がインナノズル26の下方先端よりも更に下方に突出するように設けられている。図4はアウタノズル25の先端を更に拡大して示した図であり、同図4に示すようにアウタノズル25の先端部は、先端にいくにつれて厚さがテーパ状に薄くなる開先25aが形成されている。アウタノズル25の開先25aは、インナノズル26の二重開先26aよりも更に下方に突出するように形成されている。
【0098】
図1に戻ると、アウタノズル25の外側には、断面が円形の円筒状のスライドノズル27が設けられている。スライドノズル27は、その長手方向がアウタノズル25の長手方向に一致するようにアウタノズル25に対して摺動自在に設けられている。
【0099】
スライドノズル27は、ガス圧アクチュエータを構成しているピストン32によって駆動される。ピストン32は、アクチュータ駆動用窒素ガス5の圧力によって動作する。
【0100】
すなわちピストン32は、スライドノズル27の上部に接続している。ピストン32の上側には室34が形成されており、同ピストン32の下側には室33が形成されている。上側室34は供給排出口7に連通している。下側室33は供給排出口8に連通している。
【0101】
このためアクチュエータ駆動用窒素ガス5が供給排出口7を介して上側室34内に供給されるとともに、下側室33から供給排出口8を介してアクチュエータ駆動用窒素ガス5が排出されると、上側室34内のアクチュエータ駆動用窒素ガス5の圧力によってピストン32が下方に移動する。これに伴いピストン32に接続しているスライドノズル27が下方にスライドする。逆にアクチュエータ駆動用窒素ガス5が供給排出口8を介して下側室33内に供給されるとともに、上側室34から供給排出口7を介してアクチュエータ駆動用窒素ガス5が排出されると、下側室33内のアクチュエータ駆動用窒素ガス5の圧力によってピストン32が上方に移動する。これに伴いピストン32に接続しているスライドノズル27が上方にスライドする。
【0102】
図1はスライドノズル27が最上位に位置している状態を示している。スライドノズル27が最下位までスライドするとスライドノズル27の下方先端は、アウタノズル25の下方先端に達する。スライドノズル27が下方にスライドすることによりこのスライドノズル27の先端で、後述するようにアウタノズル25の外側先端部に析出されている副生成物52を欠き落とすことができる。
【0103】
ここでアクチュエータ駆動用のガスとして窒素ガスN2を使用しているのは、仮にガス漏れが生じたとしても洗浄塔2の内部の活性な物質たとえば副生成物52と反応して爆発的な燃焼が発生することを未然に防止するためである。したがってアクチュエータ駆動用ガスとしては窒素ガス以外にアルゴンガスなどの不活性なガスを使用してもよい。
【0104】
アウタノズル25(スライドノズル27)の更に外側には、排気ガス4の通路であるディフューザ24が設けられている。ディフューザ24は、その上端が排気ガス4の導入口9の近傍に位置するように配置されている。ディフューザ27は、断面が円形の略円筒状の部材であり、その長手方向がアウタノズル25(スライドノズル27)の長手方法と一致するように設けられている。
【0105】
ディフューザ24を設けることによって、ディフューザ24とその内側のアウタノズル25との間に排気ガス4の通路が形成されるとともに、ディフューザ24とその外側のメインダクト23との間に排気ガス4の通路が形成される。
【0106】
図6は図1の矢視A−A断面を概略的に示している。
【0107】
図6に示すように、ディフューザ24には、パージ用窒素ガス6をディフューザ24とアウタノズル25との間の排気ガス通路に導く細孔28が複数形成されている。孔28はたとえば16個形成されている。孔28は、図1に示すように縦断面でみて鉛直線に対して所定角度θたとえば31゜の傾斜に配置されている(図1参照)。また図6に示すように各孔28は横断面でみて放射状に配置されている。孔28はパージ用窒素ガス6の供給口12に連通している。
【0108】
図1の矢印4aに示すように、排気ガス4が導入口9から導入されると、この排気ガス4はディフューザ24とアウタノズル25との間に形成された通路に導かれる。
【0109】
一方パージ用窒素ガス6が供給口12に供給されると、図6に示すように、このパージ用窒素ガス6は孔28を通過して、ディフューザ24とアウタノズル25との間に形成された排気ガス通路に導かれる。孔28を介して排気ガス4の通路に、パージ用窒素ガス6が導入されると、下向きの旋回(トルネード)流Dが形成される。この下向きの旋回流Dは負圧(静圧)を生成する。このような負圧が生成されているので排気ガス4は負圧によって通路下方に引き込まれる。また旋回流Dであるのでパージ用窒素ガス6と排気ガス4との接触面積が大きくなる。このため排気ガス4は、ディフューザ24の下方先端から図1に矢印4cに示すように効率的にパージされる。ここでパージ用ガス6として窒素ガスN2を使用しているのは、アクチュエータ用ガス5と同様な理由であり、窒素ガスの代わりにアルゴンガス等の不活性なガスを使用してもよい。
【0110】
ここでメインダクト23の内壁面23aに形成した孔31は、ディフューザ24の下方先端部近傍に配置されているものとする(図1参照)。
【0111】
またスライドノズル27が最上位に位置しているとき、ディフューザ24に形成した孔28の窒素ガス吹きだし方向には、スライドノズル27の先端部が位置しているものとする(図1参照)。
【0112】
図2は上述したインサータ29、インナノズル26、アウタノズル25、ディフューザ24の先端位置の関係を示している。同図2に示すようにインサータ29の下方先端はインナノズル26の下方先端よりも距離aだけ下方に位置している。またアウタノズル25の下方先端はインサータ29の下方先端よりも距離bだけ下方に位置している。またアウタノズル25の下方先端はディフューザ24の下方先端よりも距離cだけ下方先端に位置している。これら距離a、b、cは、インサータ29、インナノズル26、アウタノズル25、ディフューザ24の径、長さ等に応じて、気液接触効率が最も高くなり(除害効率最も高くなり)、洗浄液3の跳ね上げ、飛散が最小となる値に設定されている。
【0113】
なお図1において37は洗浄用のノズルであり、洗浄塔2の分解清掃作業時にこの洗浄用ノズル37から洗浄塔2の内部に向けて、特に副生成物52が集中して析出しているアウタノズル25の外側先端部に向けて、洗浄液としての苛性ソーダ水溶液が噴出される。これにより活性で発火しやすい副生成物52が溶解除去され、洗浄塔2の清掃分解作業を安全に実施することができる。
【0114】
また洗浄塔2を構成する材質はたとえば塩化ビニールを使用することができ強度が必要な箇所には適宜SUSなどを使用することができる。
【0115】
つきに上述した構成による作用、効果について説明する。
【0116】
(1)インサータ29について
本実施形態では、上述したようにインナノズル26の内側に、このインナノズル26の下方先端よりも更に下方に突出するようにインサータ29を設けている。
【0117】
このため図5に示すように、インナノズル26とインサータ29との間を通過しインナノズル26の先端から噴出する洗浄液3の流束3cは、ノズル26の下方で絞られ細くなる。このため洗浄液3の跳ね上がり、飛散が大幅に抑制される。これにより洗浄塔2の内部で副生成物52(固体のSiO2水和物)が析出堆積されることを抑制することができ、洗浄塔2内の副生成物52の析出堆積量を少なくし、排気ガス4の通路が閉塞するサイクルを長くすることができる。
【0118】
(2)インナノズル26の二重開先26aについて
本実施形態では、インナノズル26の先端を二重開先26aに形成している。
【0119】
このため図3(a)に示すように、インナノズル26の二重開先26aの部分で洗浄液3が渦Bを形成するのでインナノズル26から噴出される洗浄液3の跳ね上がり、飛散が抑制される。これにより洗浄塔2の内部で副生成物52(固体のSiO2水和物)が析出堆積されることを更に抑制でき、洗浄塔2内の副生成物52の析出堆積量を少なくし、排気ガス4の通路が閉塞するサイクルを長くすることができる。
【0120】
上述したインサータ29とこの二重開先26aとを組み合わせることにより洗浄液3の跳ね上がり、飛散抑制の効果を更に高めることができる。
【0121】
(3)アウタノズル25について
本実施形態では、インナノズル26の二重開先26aの外側に、更に下方に突出するようにアウタノズル25の開先25aを形成している。
【0122】
このため図3(a)、図4に示すようにインナノズル26の二重開先26aとアウタノズル25の開先25aとを合わせて実質的に「三重の開先」となるので、インナノズル26に二重開先26aのみを設けた場合と比較して、更にインナノズル26から噴出する洗浄液3の跳ね上がり、飛散を抑制することができる。これにより洗浄塔2の内部で副生成物52(固体のSiO2水和物)が析出堆積されることを更に抑制でき、洗浄塔2内の副生成物52の析出堆積量を少なくし、排気ガス4の通路が閉塞するサイクルを長くすることができる。
【0123】
また図3(a)に示すようにインナノズル26から噴出される洗浄液3は矢印Cに示すようにアウタノズル25の外側先端部に集中して飛散しこの外側先端部に集中して副生成物52を析出堆積させることができる。
【0124】
なおアウタノズル25の開先25aは図2に示すようにインサータ29よりも下方に突出していることが望ましい。
【0125】
(4)インサータ29の絞り部29aについて
本実施形態では、インサータ29の下方先端部に、絞り部29aを形成している。
【0126】
このため図3(a)に示すようにインナノズル26から噴出される洗浄液3の流束3cの線速度が上昇するとともに、線速度がインサータ29の絞り部29aの周方向で均一化される。このため絞り部29aを設けない場合と比較して、洗浄液3の跳ね上がり、飛散を更に抑制することができる。
【0127】
(5)スライドノズル27について
本実施形態では、アウタノズル25の外側に、このアウタノズル25の外側先端部に形成される副生成物52を欠き落とすスライドノズル27を設けている。
【0128】
前述したようにアウタノズル25を設けることによってアウタノズル25の先端部外側に副生成物52を集中して析出堆積させることができる。
【0129】
また図2に示すように、各距離a、b、cを適宜設定することによって、副生成物52の析出堆積量を最小に抑えることができるとともに、たとえ副生成物52が析出するにしてもその析出箇所をアウタノズル25の外側先端部に集中させることができる。
【0130】
そこでスライドノズル27を下方にスライドさせると、スライドノズル27の先端でアウタノズル25の外側先端部に集中して析出されている副生成物52がまとめて欠き落とされる。
【0131】
なお本実施形態では、インナノズル26の外側にアウタノズル25を設けているが、アウタノズル25を設けない実施も可能である。この場合にはインナノズル26の外側に摺動自在にスライドノズル27が設けられインナノズル26の下方先端部に析出された副生成物52がスライドノズル27によって欠き落とされることになる。
【0132】
(6)スライドノズル27を駆動するガス圧アクチュエータ(ピストン32、室33、34)について
本実施形態では、スライドノズル27は、窒素ガス5の圧力によって動作するピストン32によって駆動される。
【0133】
本実施形態では、窒素ガスなどの不活性ガス5をピストン32の駆動媒体として使用しているので、仮にガス漏れが生じたとしても洗浄塔2の内部の活性な物質たとえば副生成物52と反応して爆発的な燃焼が発生するおそれはない。
【0134】
しかしスライドノズル27を駆動するアクチュエータは任意であり、ガス圧以外に油圧等の液圧で駆動してもよく、またガス、油等の駆動媒体を介することなくボールネジ等の機械要素のみで駆動してもよい。
【0135】
本実施形態ではスライドノズル27の制御は自動制御で実施される。たとえばエピタキシャル成長炉で1時間あたり5〜10バッチでエピタキシャル成長工程が実施されるものとすると、スライドノズル27は4時間に1回のサイクルで、下方にスライドし最上位に復帰するという一連の動作を繰り返し行う。スライドノズル27は、タイマで設定した時間(4時間)に達する毎に動作する。ただしこれは一例でありアウタノズル25に析出された副生成物25の析出量に応じて、スライドノズル27を動作させるサイクルを設定することができる。
【0136】
またスライドノズル27を手動で制御する実施も可能である。
【0137】
(7)メインダクト23(洗浄塔2)の内壁面23aに設けた孔31について
本実施形態では、図7に示すように、洗浄塔2の内壁面23aに設けた孔31から洗浄液3を吐出させ、この内壁面23aに沿って洗浄液3の流れ3eを形成している。
【0138】
このため図5に示すように、アウタノズル25とディフューザ24との間の通路を通過した排気ガス4の流れ4cと、内壁面23aに沿った洗浄液3の流れ3eとが、内壁面23aに沿った気液接触部35で気液接触する。一方アウタノズル25とディフューザ24との間の通路を通過した排気ガス4の流れ4cは、インナノズル26から噴出した洗浄液3の流れ3cと、インナノズル26下方の気液接触部36にて、気液接触する。このように気液接触が、ノズル26下方と、洗浄塔内壁面23aの両方で発生するので気液接触の効率が高まり除害効率が向上する。またたとえインナノズル26から噴出した洗浄液3のミスト、水蒸気が内壁面23aに飛散するようなことがあったとしても、内壁面23aに沿って洗浄液3の流れ3eが形成されているので、洗浄液3のミスト、水蒸気による副生成物52が内壁面23aに析出されることが防止される。
【0139】
(8)ディフューザ24に設けた孔28について
本実施形態では、図6に示すように、アウタノズルズル25の外側に、ディフューザ24を形成し、これらディフューザ24とノズル26間で形成された通路に排気ガス4を導き、この排気ガス4の通路に、孔28を介してパージ用窒素ガス6をパージすることにより旋回流Dを形成して負圧によって排気ガス4を通路下方に引き込むようにしている。
【0140】
パージ用窒素ガス6を排気ガス4の通路にパージすることにより旋回流Dが形成され負圧が発生する。負圧が発生しているので、より多くの排気ガス4を下流に引き込むことができる。また旋回流Dであるのでパージ用窒素ガス6が排気ガス4と接触する面積が大きくなる。このためディフューザ24から排気ガス4をパージする効率が向上する。
【0141】
このため排気ガス4がインナノズル26から噴出される洗浄液3と気液接触する効率が高まり除害効率が向上する。
【0142】
本実施形態では、パージ用窒素ガス6の旋回流Dを形成することで排気ガス4を下流に引き込むようにしており、図9に示す従来技術のように排気ガス4を下流に引き込むために洗浄液3を噴出する速度を大きくする必要はない。このため洗浄液3の噴出速度が増大することによる洗浄液3の跳ね上がり、飛散の増大を抑制することができる。
【0143】
このため本実施形態によれば、洗浄液3の跳ね上がり、飛散を大きくすることなく除害効率を向上させることができる。
【0144】
なおパージ用窒素ガス6の供給量は、除害効率が最大になり副生成物52の析出量が最小になるように適宜設定されるが、たとえば60L/分の流量で供給口12に供給される。
【0145】
(9)スライドノズル27とディフューザ24に形成された孔28との位置関係本実施形態では、図1に示すように、スライドノズル27が最上位に位置しているとき、ディフューザ24に形成された孔28の窒素ガス吹きだし方向に、スライドノズル27の先端部が位置するように配置されている。このためスライドノズル27による副生成物欠き落とし時にスライドノズル27先端に付着した副生成物52をパージ窒素ガス6によって吹き飛ばすことができる。
【0146】
上述した(1)〜(9)の構成は全て組み合わせて実施することが望ましいが、(1)〜(9)のうちいずれか1つのみの実施あるいは2以上を適宜組み合わせた実施も可能である。
【0147】
ただしインサータ29を設けるという構成(1)を必須の構成としてこの(1)に他の(2)〜(9)のうち1または2以上を適宜組み合わせることが望ましい。
【0148】
しかしパージ用窒素ガス6の旋回流Dを生成するという構成(8)についてはインサータ29を設けるという構成(1)と組み合わせることなく単独で実施してもよい。すなわちパージ用窒素ガス6の旋回流Dを生成するという構成(8)を、インサータ29が設けられていない従来の洗浄塔、たとえば図9に示す従来技術の洗浄塔50に適用することができる。この場合には図9においてジェットノズル51から噴出される洗浄液3の速度を大きくすることなく、排気ガス4を下流に引き込むことができる。このため洗浄液3の跳ね上がり、飛散を大きくすることなく除害効率を向上させることができる。
【0149】
また上述した実施形態では、半導体ウェーハをエピタキシャル成長する際に排出される排気ガス4を除害する場合を想定している。エピタキシャル成長炉に本発明の除害装置を適用した場合には、副生成物52の析出堆積量が少なくなり除害装置の分解清掃作業のメンテナンスサイクルが長くなるので、エピタキシャル成長炉のダウンタイムが減り稼動効率を向上させることができる。
【0150】
しかし本実施形態の除害装置は、エピタキシャル成長炉の排気ガス処理に限定されるわけでなく、洗浄液と排気ガスとの気液接触により除害が行われ副生成物の析出堆積が問題となる炉であれば、任意の炉に対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は実施形態の洗浄塔の内部構成を示す図である。
【図2】図2は洗浄塔内部の各ノズルの下方先端の位置関係を示す図である。
【図3】図3(a)はノズルの先端から噴出される洗浄液の流れの様子を示す図であり、図3(b)は図3(a)を矢視Gからみた断面図であり、図3(c)は図3(a)に示すインサータを等価的に示す図である。
【図4】図4は図3に示すアウタノズルの先端を拡大して示す図である。
【図5】図5はインナノズルの下方で排気ガスと洗浄液とが気液接触する様子を示す図である。
【図6】図6は図1のA−A断面を示しており、パージ用窒素ガスによって旋回流が形成されている様子を示す図である。
【図7】図7は図1に示すメインダクトを斜視的に破断図として示す図である。
【図8】図8は実施形態の排気ガス処理装置の全体構成を示す図である。
【図9】図9は従来の洗浄塔の内部構成を示す図である。
【符号の説明】
1 排気ガス処理装置
2 洗浄塔
3 洗浄液(苛性ソーダ水溶液)
5 アクチュエータ駆動用窒素ガス
6 パージ用窒素ガス
23 メインダクト
24 ディフューザ
25 アウタノズル
26 インナノズル
27 スライドノズル
28 孔
29 インサータ
29a 絞り部
30 溝
31 孔
32 ピストン
33 室
34 室
52 副生成物
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for performing a treatment for removing exhaust gas, and more particularly to an apparatus for removing harmful exhaust gas discharged when a semiconductor wafer is epitaxially grown into a harmless solid substance by contacting the cleaning liquid. is there.
[0002]
[Prior art]
A semiconductor device is produced by epitaxially growing a thin film on the surface of a semiconductor substrate.
[0003]
That is, a silicon substrate is generally used as the semiconductor substrate. For example, SiHCl3 (trichlorosilane) is used as the raw material gas for the thin film.
[0004]
SiHCl3 is supplied to the surface of the silicon substrate in the reaction furnace. Then, the same silicon thin film is formed by epitaxial growth on the surface of the silicon substrate by the chemical reaction of SiHCl3. For example, boron B having a predetermined concentration is added as an impurity to the epitaxial growth layer. Boron B is doped into the epitaxial growth layer by supplying a predetermined concentration of doping gas B2H6 into the furnace during the epitaxial growth process. In this way, an epitaxial growth layer to which a predetermined concentration of impurity B is added is formed on the surface of the silicon substrate.
[0005]
Epitaxial growth is performed in the growth furnace as follows. A single wafer furnace is assumed as an epitaxial growth furnace.
[0006]
A growth gas is supplied into the epitaxial growth furnace through a gas supply path. A growth gas comprising a source gas (SiHCl3), a doping gas (B2H6), and a carrier gas (H2) is supplied from an gas supply source into the epitaxial growth furnace.
[0007]
The epitaxial growth furnace is provided with a discharge port for exhausting the gas in the furnace to the outside.
[0008]
When the growth gas is supplied to the epitaxial growth furnace, the growth gas passes through the surface of the wafer substrate. The wafer substrate is held by a susceptor. A chemical reaction in a high-temperature gas phase (1000 ° C. to 1200 ° C.) is performed on the substrate, and impurities (B) are implanted at a predetermined concentration on the surface of the substrate to form a thin film. The growth gas that did not contribute to the chemical reaction in the high-temperature gas phase, the by-product gas that did not contribute to the epitaxial growth but did not contribute to the epitaxial growth, and the like are discharged to the outside from the discharge port.
[0009]
The susceptor is composed of SiC or the like. Therefore, unnecessary silicon is deposited when the source gas passes over the susceptor. Therefore, an etching gas is supplied into the epitaxial growth furnace through a gas supply path to remove the deposited silicon. HCl and carrier gas (H2) for diluting HCl as an etching gas are supplied from a gas supply source. Here, the etching gas may be a pure gas of hydrogen chloride gas or a mixed gas containing hydrogen chloride gas.
[0010]
When the etching gas is supplied into the epitaxial growth furnace, the etching gas passes through the surface of the susceptor. Thereby, unnecessary silicon deposited on the susceptor is decomposed and removed by etching gas and chemical reaction (Si (s) + 2HCl (g) → SiCl2 (g) + H2 (g)). A part of the etching gas contributing to the etching is discharged to the outside from the discharge port. Dozens of percent of the gas charged into the epitaxial growth furnace is exhausted as exhaust gas.
[0011]
The gases SiHCl 3, B 2 H 6, H 2, HCl, etc. thus discharged from the outlet of the epitaxial growth furnace are supplied to the abatement apparatus. It is generated into harmless substances by the abatement device and then released to the atmosphere.
[0012]
In particular, if silicon chloride such as SiHCl3 or hydrogen chloride HCl is released into the atmosphere as it is, it will adversely affect the human body and the like, so it must be converted into a harmless substance. HCl gas is corrosive and adversely affects equipment.
[0013]
Therefore, conventionally, the cleaning tower 50 shown in FIG. 9 is used to perform detoxification by “jet scrubber”.
[0014]
As shown in FIG. 9, a caustic soda aqueous solution 3 (NaOHaq) as a detoxifying agent is sucked up from a tank by a pump and supplied upstream of a jet nozzle 51 provided in the cleaning tower 50. On the other hand, the exhaust gas 4 is introduced from the introduction port 9 toward the outside of the nozzle 51. As a result, the caustic soda aqueous solution 3 as the jet stream 3A ejected from the nozzle 51 and the exhaust gas 4 drawn downstream of the nozzle 51 by the jet stream 3A are brought into gas-liquid contact, and the reaction formula (SiHCl3 + 2H2O → 3HCl + SiO2 + H2) (1) ) Produces a harmless solid substance, that is, a by-product 52 (SiO2 hydrate), and hydrogen chloride gas is detoxified by neutralization according to the reaction formula (HC1 + NaOH → NaCl + H2O (2)). The SiO2 hydrate 52 is dissolved in the aqueous caustic soda solution 3 and recovered and removed together with the aqueous caustic soda solution 3.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the prior art shown in FIG. 9, the caustic soda aqueous solution 3 is rapidly bounced and scattered by the fast flow 3A of the caustic soda aqueous solution 3, and mist and water vapor are likely to be generated on the inner wall of the cleaning tower near the outlet of the nozzle 51. For this reason, before the exhaust gas 4 comes into gas-liquid contact with the main stream of the aqueous caustic soda solution 3, a part of it comes into contact with mist and water vapor, and a large amount of by-product 52 (solid SiO2 hydrate) is formed on the inner wall of the washing tower. Precipitates in a short time. For this reason, the passage of the exhaust gas 4 may be blocked in a short time due to the accumulation of the by-product 52.
[0016]
If the amount of deposited by-product 52 in the cleaning tower 50 is large and the cycle for closing the passage of the exhaust gas 4 is accelerated, there are problems in the following points.
[0017]
1) Normally, one cleaning tower 50 shown in FIG. 9 is assigned to one epitaxial growth furnace as a single wafer furnace. The cleaning tower 50 must be disassembled and cleaned in advance before clogging by the by-product 52 occurs. However, as the clogging cycle becomes shorter, the maintenance cycle for this disassembly and cleaning becomes shorter, and the opportunity to operate the epitaxial growth furnace is lost. Is called. For this reason, the downtime of the epitaxial growth furnace is increased and the operation efficiency is remarkably deteriorated.
[0018]
2) The SiO2 hydrate as the by-product 52 includes siloxane and the like. For this reason, a by-product is an active and highly ignitable substance, and if the amount of deposited deposits is large, the probability of matching with a disaster increases due to explosive combustion during decomposition cleaning work.
[0019]
Therefore, it is desired to reduce the amount of by-product 52 deposited and deposited and to lengthen the cycle of closing the passage of the exhaust gas 4.
[0020]
The present invention has been made in view of such a situation, and it is a first solution to suppress the amount of deposits of the by-product 52 to be small and to increase the cycle of closing the passage of the exhaust gas 4. It is what.
Here, the conventional general technical level concerning the problem that the by-product 52 is deposited in the cleaning tower 50 will be described.
[0021]
An abatement method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-7034 describes an invention in which a by-product deposited and accumulated on the inner end of the introduction pipe is removed by moving a scraping member in the exhaust gas introduction pipe. Yes.
[0022]
Further, the present invention is not described at all with respect to suppressing the precipitation of the by-product itself, and the precipitated by-product is removed later by a scraping member. Therefore, if the by-product precipitation rate is increased, before the by-product is removed by the scraping member, the by-product is clogged between the scraping member and the introduction pipe, and the removal itself cannot be performed. .
[0023]
Moreover, the technique which suppresses precipitation of the by-product 52 itself has already been implemented.
[0024]
That is, a gas curtain is made of dry nitrogen so that the mist and water vapor of the cleaning liquid 3 and the exhaust gas 4 are not in direct contact with each other, thereby preventing the by-product 52 from accumulating on the inner wall surface of the cleaning tower. However, this method has a problem that the configuration of the device becomes complicated and the running cost increases.
[0025]
In order to increase the efficiency of detoxification, the time and area during which the aqueous caustic soda solution 3 and the exhaust gas 4 are in gas-liquid contact may be increased to increase the efficiency of gas-liquid contact. In the case of the cleaning tower 50 of FIG. 9, if the flow of the jet stream 3A ejected from the nozzle 51 is increased, a larger amount of exhaust gas 4 can be drawn downstream of the nozzle 51 by the ejector effect, and the efficiency of gas-liquid contact is improved. Detoxification efficiency can be improved.
[0026]
In addition, since the pressure in the epitaxial growth furnace is not constant, it is necessary to adjust the flow velocity of the jet flow 3 </ b> A ejected from the nozzle 51 in order to stably draw the exhaust gas 4 to the downstream side of the nozzle 51.
[0027]
However, if the jet flow 3A ejected from the nozzle 51 is adjusted to increase the flow of the cleaning liquid 3, the flow of the exhaust gas 4 also increases accordingly, so that the detoxification efficiency is improved, but the speed of the aqueous caustic soda solution 3 itself is increased. Since it increases, the caustic soda aqueous solution 3 jumps up and becomes more noticeable. For this reason, the deposition amount of the by-product 52 in the cleaning tower 50 is further increased, the cycle in which the passage of the exhaust gas 4 is blocked is further accelerated, and the above problems 1) and 2) become more prominent. .
[0028]
The present invention has been made in view of such a situation, and a second problem to be solved is to improve the detoxification efficiency without increasing the jumping up and scattering of the aqueous caustic soda solution 3.
[0029]
[Means for solving the problems and effects]
  In order to achieve the first solution, the first invention of the present invention provides:
  The exhaust gas is guided to the cleaning tower, and the flow of the cleaning liquid is formed in the nozzle provided in the cleaning tower and the flow of the exhaust gas is formed outside the nozzle, and the exhaust gas and the cleaning liquid are brought into contact with each other at the tip of the nozzle. In the exhaust gas treatment device that performs the treatment to remove harmful substances in the exhaust gas,
  Inside the nozzle, the nozzleWall surface closest to the nozzle inside diameterAn inserter is provided to protrude further downward than the lower tip of,
  The lower end of the inserter is cylindrical
  It is characterized by.
[0030]
According to the first invention, as shown in FIG. 5, the inserter 29 is provided inside the nozzle 26 so as to protrude further downward than the lower tip of the nozzle 26.
[0031]
For this reason, the flux 3 c of the cleaning liquid 3 that passes between the nozzle 26 and the inserter 29 and is ejected from the tip of the nozzle 26 becomes thinner below the nozzle 26. As the flux 3c becomes thinner below the nozzle 26, the cleaning liquid 3 jumps up and is prevented from scattering. As a result, it is possible to suppress the deposition of the by-product 52 (solid SiO 2 hydrate) inside the cleaning tower 2, reduce the amount of the deposited by-product 52 in the cleaning tower 2, and reduce the exhaust gas 4. Cycles in which the passages are blocked can be lengthened.
[0032]
The second invention is the first invention,
The nozzle groove is a double groove
It is characterized by.
[0033]
According to the second invention, as shown in FIG. 3A, since the groove of the nozzle 26 is a double groove 26a, the cleaning liquid 3 ejected from the tip of the nozzle 26 is further suppressed from splashing and scattering. Can do. Thereby, it is possible to further suppress the deposition of the by-product 52 (solid SiO 2 hydrate) in the cleaning tower 2, reduce the deposition amount of the by-product 52 in the cleaning tower 2, and reduce the exhaust gas. The cycle in which the four passages are blocked can be lengthened.
[0034]
The third invention is the second invention,
Forming a groove on the outside of the double groove so as to protrude further downward;
It is characterized by.
[0035]
According to the third invention, as shown in FIGS. 3 (a) and 4, the groove 25a is formed on the outside of the double groove 26a so as to protrude further downward. It is possible to further suppress the splashing and scattering of the cleaning liquid 3 ejected from the nozzle. Thereby, it is possible to further suppress the deposition of the by-product 52 (solid SiO 2 hydrate) in the cleaning tower 2, reduce the deposition amount of the by-product 52 in the cleaning tower 2, and reduce the exhaust gas. The cycle in which the four passages are blocked can be lengthened. It is desirable that the groove 25a protrudes downward from the inserter 29 as shown in FIG.
[0036]
  A fourth invention is the first invention,
  Lower tip of the inserterThe cross-sectional area of the space sandwiched between the wall surface of the inserter and the wall surface closest to the nozzle inner diameter side is defined as the section of the space sandwiched between the wall surface of the inserter located above the lower tip and the wall surface closest to the nozzle inner diameter side. By making the area smaller than the area, the linear velocity of the flow of the cleaning liquid is increased around the lower tip than the periphery of the inserter located above the lower tip.
  It is characterized by.
[0037]
According to the fourth invention, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (c), since the restrictor 29a is formed at the lower tip of the inserter 29, the flux 3c of the cleaning liquid 3 ejected from the nozzle 26 is provided. And the linear velocity of the flux 3 c is made uniform in the circumferential direction of the inserter 29. For this reason, the splashing and scattering of the cleaning liquid 3 can be further suppressed.
[0038]
The fifth invention is the first invention, the second invention or the third invention,
Provided on the outside of the nozzle is a slide nozzle that slides toward the tip of the nozzle to remove by-products deposited on the tip of the nozzle.
It is characterized by.
[0039]
According to the fifth aspect of the invention, as shown in FIG. 1, a slide nozzle 27 is provided on the outer side of the outer nozzle 25 to remove the by-product 52 formed at the tip of the outer nozzle 25.
[0040]
Even if the by-product 52 is deposited on the front end portion of the outer nozzle 25, the by-product 52 deposited on the front end portion of the outer nozzle 25 is removed by sliding the slide nozzle 27 toward the front end portion of the outer nozzle 25. be able to.
[0041]
In particular, as shown in FIGS. 3 (a) and 4, an outer nozzle 25 is provided outside the inner nozzle 26 having a double groove 26a, and the groove 25a of the outer nozzle 25 is further below the double groove 26a. In the case where it is configured to protrude to the outside, as shown by an arrow C in FIG.
[0042]
Therefore, if the slide nozzle 27 is slid downward, the by-products 52 concentrated and deposited on the outer side of the outer end portion of the outer nozzle 25 can be collectively removed and removed.
[0043]
A sixth invention is the fifth invention,
The slide nozzle is driven by a gas pressure actuator that operates by the pressure of an inert gas.
It is characterized by.
[0044]
According to the sixth invention, as shown in FIG. 1, the slide nozzle 27 is driven by a gas pressure actuator (piston 32, chambers 33, 34) that operates by the pressure of an inert gas 5 such as nitrogen gas. Since an inert gas 5 such as nitrogen gas is used, even if a gas leak occurs, there is a possibility that explosive combustion may occur by reacting with an active substance such as the by-product 52 in the cleaning tower 2. Absent.
[0045]
A seventh invention is the first invention,
The cleaning liquid is discharged from a hole provided in the inner wall surface of the cleaning tower so as to form a flow of the cleaning liquid along the inner wall surface.
It is characterized by.
[0046]
According to the seventh invention, as shown in FIG. 7, the cleaning liquid 3 is discharged from the hole 31 provided in the inner wall surface 23a of the cleaning tower 2 (main duct 23), and the flow 3e of the cleaning liquid 3 is flown along the inner wall surface 23a. Forming. Therefore, as shown in FIG. 5, the flow 4c of the exhaust gas 4 and the flow 3e of the cleaning liquid 3 along the inner wall surface 23a are in gas-liquid contact at the gas-liquid contact portion 35 along the inner wall surface 23a. On the other hand, the flow 3 c of the cleaning liquid 3 ejected from the nozzle 26 comes into gas-liquid contact with the flow 4 c of the exhaust gas 4 at the gas-liquid contact portion 36 below the nozzle 26. Thus, the gas-liquid contact occurs between the nozzle 26 and the inner wall surface 23a of the cleaning tower 2, so that the efficiency of the gas-liquid contact is increased and the detoxification efficiency is improved.
[0047]
The eighth invention is the first invention, the second invention or the third invention,
A diffuser is formed outside the nozzle, exhaust gas is led to a passage formed between the diffuser and the nozzle, and an inert gas is purged into the exhaust gas passage to form a swirling flow to generate a negative pressure. To draw exhaust gas down the passage
It is characterized by.
[0048]
FIG. 6 schematically shows a cross section taken along the line AA in FIG.
[0049]
According to the fourth aspect of the present invention, the diffuser 24 is formed outside the outer nozzle 25, the exhaust gas 4 is led to the passage formed between the diffuser 24 and the outer nozzle 25, and the inert gas (nitrogen) is introduced into the passage of the exhaust gas 4. The gas) 6 is purged to form a swirl flow D, and the exhaust gas 4 is drawn downward by the negative pressure.
[0050]
By purging an inert gas 6 such as nitrogen gas into the passage of the exhaust gas 4, a swirling flow D is formed and a negative pressure is generated. More exhaust gas 4 can be drawn downstream by the negative pressure. Moreover, since it is the swirl | vortex flow D, the efficiency which contacts with the exhaust gas 4 increases. Therefore, the exhaust gas 4 is efficiently purged downward, the efficiency of gas-liquid contact between the exhaust gas 4 purged downward and the cleaning liquid 3 ejected from the outer nozzle 26 is increased, and the detoxification efficiency is improved.
[0051]
That is, the exhaust gas 4 can be efficiently drawn downstream without increasing the speed at which the cleaning liquid 3 is jetted. For this reason, it is possible to suppress an increase in splashing and scattering of the cleaning liquid 3 due to an increase in the ejection speed of the cleaning liquid 3.
[0052]
Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the removal efficiency without increasing the splashing and scattering of the cleaning liquid 3.
[0055]
  Ninth inventionIsIn the first inventionThe exhaust gas is an exhaust gas discharged when epitaxially growing a semiconductor wafer.
[0056]
  Ninth inventionIs particularly applicable when exhaust gas 4 such as SiHCl 3, B 2 H 6, H 2, HCl, etc. discharged when epitaxially growing a semiconductor wafer is removed. When the abatement apparatus of the present invention is applied to the epitaxial growth furnace, the amount of deposited deposits of by-products 52 is reduced, and the maintenance cycle of the decomposing / cleaning work of the abatement apparatus is lengthened. Efficiency can be improved. The exhaust gas 4 discharged from the epitaxial growth furnace includes PH3, N2 and the like, and the content of the exhaust gas 4 varies depending on the type of raw material gas, dopant, etching gas, and the like.
[0057]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an exhaust gas abatement apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0058]
FIG. 8 is a diagram showing an overall configuration of the exhaust gas treatment device 1 of the embodiment.
[0059]
In the previous process of the exhaust gas treatment apparatus 1, an epitaxial growth process for epitaxially growing a silicon thin film on a silicon substrate is performed in an epitaxial growth furnace.
[0060]
The epitaxial growth is performed by the following reaction, although it varies depending on the source gases SiCl4, SiHCl3, SiH2Cl2, and SiH4.
[0061]
(A) SiCl4 + 2H2 → Si + 4HCl (hydrogen reduction reaction) (3)
(B) SiHCl 3 + H 2 → Si + 3 HCl (hydrogen reduction reaction and thermal decomposition reaction) (4)
(C) SiH2Cl2 → Si + 2HCl (thermal decomposition reaction) (5)
(D) SiH4 → Si + 2H2 (thermal decomposition reaction) (6)
For example, SiHCl3 (trichlorosilane) (b) is used as a raw material gas for the silicon thin film. SiHCl3 is supplied to the surface of the silicon substrate in the reaction furnace. Then, the same silicon thin film is formed by epitaxial growth on the surface of the silicon substrate by the chemical reaction of SiHCl3. For example, boron B having a predetermined concentration is added as an impurity to the epitaxial growth layer. Boron B is doped into the epitaxial growth layer by supplying a predetermined concentration of doping gas B2H6 into the furnace during the epitaxial growth process. In this way, an epitaxial growth layer to which a predetermined concentration of impurity B is added is formed on the surface of the silicon substrate.
[0062]
That is, the growth gas is supplied into the epitaxial growth furnace through the gas supply path. A growth gas comprising a source gas (SiHCl3), a doping gas (B2H6), and a carrier gas (H2) is supplied from an gas supply source into the epitaxial growth furnace.
[0063]
The epitaxial growth furnace is provided with a discharge port for exhausting the gas in the furnace to the outside.
[0064]
When the growth gas is supplied to the epitaxial growth furnace, the growth gas passes through the surface of the wafer substrate. The wafer substrate is held by a susceptor. A chemical reaction in a high-temperature gas phase (1000 ° C. to 1200 ° C.) is performed on the substrate, and impurities (B) are implanted at a predetermined concentration on the surface of the substrate to form a thin film. Part of the growth gas that has contributed to the chemical reaction in the high-temperature gas phase is discharged to the outside through the discharge port.
[0065]
The susceptor is composed of SiC or the like. Therefore, unnecessary silicon is deposited when the source gas passes over the susceptor. Therefore, an etching gas is supplied into the epitaxial growth furnace through a gas supply path to remove the deposited silicon. HCl and carrier gas (H2) for diluting HCl as an etching gas are supplied from a gas supply source. Here, the etching gas may be a pure gas of hydrogen chloride gas or a mixed gas containing hydrogen chloride gas.
[0066]
When the etching gas is supplied into the epitaxial growth furnace, the etching gas passes through the surface of the susceptor. Thereby, unnecessary silicon deposited on the susceptor is decomposed and removed by an etching gas and a chemical reaction (Si (s) + 2HCl (g) → SiCl2 (g) + H2 (g)). A part of the etching gas contributing to the etching is discharged to the outside from the discharge port. Dozens of percent of the gas charged into the epitaxial growth furnace is exhausted as exhaust gas.
[0067]
Thus, the exhaust gas 4 discharged from the exhaust port of the epitaxial growth furnace, that is, SiHCl3, B2H6, H2, and HCl, is supplied to the exhaust gas processing apparatus 1 of FIG.
[0068]
However, the actual exhaust gas contains not only HCl and SiHCl3 but also SiH2Cl2 even if SiHCl3 is used as the source gas.
[0069]
Similarly, when the SiCl4 of (a) is used as the raw material gas, the actual exhaust gas similarly contains not only HCl and SiCl4 but also SiHCl3 and SiH2Cl2.
[0070]
That is, when the reaction formula (SiCl4 + 2H2 → Si + 4HCl) of (3) is accurately expressed, it is as follows.
[0071]
SiCl4 + H2⇔SiCl2 + 2HCl (7)
SiCl2 + H2⇔Si + 2HCl (8)
Here, the intermediate SiCl2 undergoes the following reaction reversibly with surrounding HCl and H2.
[0072]
SiCl2 + HCl⇔SiHCl3 (9)
SiCl2 + H2⇔SiH2Cl2 (10)
Therefore, in addition to H2 and HCl, not only SiCl4 but also SiHCl3 and SiH2Cl2 exist in the exhaust gas.
[0073]
Even when SiHCl3 is used as the source gas, not only SiHCl3 but also SiH2Cl2 exists in addition to HCl.
[0074]
However, in this embodiment, for convenience of explanation, it is assumed that only SiHCl3 is present as silicon chloride in the exhaust gas 4 when SiHCl3 is used as the source gas.
[0075]
Here, silicon chloride such as SiHCl3 and hydrogen chloride HCl are required to be converted into harmless substances because they are directly released into the atmosphere and adversely affect the human body. HCl gas is corrosive and adversely affects equipment. Therefore, these gases are removed by the exhaust gas treatment device 1 of FIG.
[0076]
The exhaust gas processing apparatus 1 in FIG. 8 mainly includes a cleaning tower 2, a treatment tank 13, and a pump 15 which will be described later with reference to FIG. The washing tower 2, the treatment tank 13, and the pump 15 are connected by various pipes.
[0077]
In the cleaning tower 2, detoxification is performed by a detoxification method called “jet scrubber” as in the prior art shown in FIG. 9. An inner nozzle 26 is provided inside the cleaning tower 2 as described in detail with reference to FIG. A supply port 11 upstream of the inner nozzle 26 is provided in the upper part of the cleaning tower 2.
[0078]
An inlet 9 for introducing exhaust gas 4 is provided at an intermediate position of the cleaning tower 2. The outer wall of the cleaning tower 2 constitutes a main duct 23 through which the exhaust gas 4 passes.
[0079]
A supply port 10 for supplying the cleaning liquid 3 to the inner wall of the main duct 23 is provided at a position below the cleaning tower 2.
[0080]
A caustic soda aqueous solution (NaOHaq) as the cleaning liquid 3 is stored in the treatment tank 13 below the cleaning tower 2. The cleaning liquid 3 is sucked up by the pump 15, supplied into the inner nozzle 26 through the pipe line 19 and the supply port 11, and supplied to the inner wall of the main duct 23 through the pipe line 16 and the supply port 10.
[0081]
A flow meter 20 for measuring the flow rate of the cleaning liquid 3 passing through the pipe line 19 is provided on the pipe line 19. A valve 21 for controlling the flow rate of the cleaning liquid 3 passing through the pipe 19 is provided on the pipe 19. The flow rate of the cleaning liquid 3 is measured by the flow meter 20, the valve 21 is controlled based on the measurement result, and the supply amount of the cleaning liquid 3 to the inner nozzle 26 is controlled to the target value. Then, an amount of the cleaning liquid 3 corresponding to the target value is ejected from the inner nozzle 26.
[0082]
Similarly, a flow meter 17 for measuring the flow rate of the cleaning liquid 3 passing through the pipe line 16 is provided on the pipe line 16. A valve 18 for controlling the flow rate of the cleaning liquid 3 passing through the pipe line 16 is provided on the pipe line 16. The flow rate of the cleaning liquid 3 is measured by the flow meter 17, the valve 18 is controlled based on the measurement result, and the supply amount of the cleaning liquid 3 to the inner wall of the main duct 23 is controlled to the target value. Then, an amount of the cleaning liquid 3 corresponding to the target value is discharged onto the inner wall surface of the main duct 23.
[0083]
The exhaust gas 4 discharged from the epitaxial growth furnace is introduced into the main duct 23 of the cleaning tower 2 through the inlet 9.
[0084]
As will be described later with reference to FIG. 1, supply exhaust ports 7 and 8 for supplying and discharging nitrogen gas 5 for driving a gas pressure actuator (referred to as “actuator driving nitrogen gas 5”) are provided in the upper portion of the cleaning tower 2. . A supply port 12 for supplying nitrogen gas 6 for purging in the diffuser (referred to as purge nitrogen gas 6) is provided below the cleaning tower 2 as will be described later with reference to FIG.
[0085]
Inside the cleaning tower 2, the cleaning liquid 3 and the exhaust gas 4 are brought into gas-liquid contact as a high-speed flow below the jet nozzle of the inner nozzle 26. When the cleaning liquid 3 and the exhaust gas 4 are brought into gas-liquid contact, a harmless solid substance, that is, a by-product 52 (a hydrate of SiO 2) is generated according to the reaction formula (SiHCl 3 + 2H 2 O → 3HCl + SiO 2 + H 2 (1)). The hydrogen chloride gas is detoxified by neutralization according to the formula (HC1 + NaOH → NaCl + H2 O (2)). The SiO2 hydrate 52 is dissolved in the caustic soda aqueous solution 3 and collected together with the caustic soda aqueous solution 3 in the treatment tank 13. Water is appropriately supplied to the treatment tank 13 from the outside, and the cleaning liquid 3 contaminated by the treatment bowl 13 is appropriately drained through the drainage channel 22. Further, the treatment tank 13 is provided with a pipe line 14 for releasing the atmosphere above the cleaning liquid 3 to the atmosphere 14. The pipe 14 is usually provided with a gas seal such as argon gas to prevent air from being blown into the treatment chamber 13.
[0086]
Next, the internal configuration of the cleaning tower 2 will be described with reference to FIG.
[0087]
As shown in FIG. 1, the cleaning tower 2 generally includes a main duct 23, a diffuser 24, an inner nozzle 26, an outer nozzle 25, an inserter 29, a slide nozzle 27, a piston 32, and chambers 33 and 34. It consists of and.
[0088]
The main duct 23 is a passage that constitutes the outer wall of the cleaning tower 2 and allows the exhaust gas 4 to pass therethrough. A plurality of holes 31 are formed in the inner wall surface 23a. The hole 31 is formed near the lower tip of the inner nozzle 26. The hole 31 communicates with the supply port 10 for the cleaning liquid 3.
[0089]
FIG. 7 is a perspective view of the main duct 23 in a perspective view. As shown in FIG. 7, when the cleaning liquid 3 is supplied to the supply port 10, the cleaning liquid 3 is discharged from the hole 31 and flows along the inner wall surface 23a, that is, along the tangential direction of the inner wall surface 23a. 3e is formed. As a result, the inner wall surface 23 a of the cleaning tower 2 is immersed in the cleaning liquid 3.
[0090]
Returning to FIG. 1, the inner nozzle 26 is a cylindrical member having a circular cross section, and is provided in the center of the cleaning tower 2 so that the longitudinal direction thereof coincides with the vertical direction of the cleaning tower 2. A supply port 11 is provided upstream of the inner nozzle 26. FIG. 3A and FIG. 4 are enlarged views of the lower end portion of the inner nozzle 26. As shown in FIG. 3A, the groove of the inner nozzle 26 is configured as a double groove 26a.
[0091]
Returning to FIG. 1, an inserter 29 is provided inside the inner nozzle 26. The inserter 29 is a member on a round bar having a circular cross section, and is provided so that the longitudinal direction thereof coincides with the longitudinal direction of the inner nozzle 26. FIG. 3A shows a side surface of the lower tip portion of the inserter 29, and FIG. 3B shows a cross section of the inserter 29 as viewed from the direction of arrow G in FIG.
[0092]
As shown in these drawings, the inserter 29 is provided such that its lower end protrudes further downward than the lower end of the inner nozzle 26.
[0093]
A plurality of grooves 30 are formed in the inserter 29 along the longitudinal direction thereof. The groove 30 extends to a predetermined position below the inserter 29. Accordingly, in the portion of the inserter 29 where the groove 30 is not formed, the cross-sectional area of the flow of the cleaning liquid 3 is smaller than that of the portion where the groove 30 is formed, so that the throttle portion 29a is configured (FIG. 3 ( a)).
[0094]
Therefore, when the cleaning liquid 3 is supplied from the supply port 11 as shown in FIG. 1, the cleaning liquid 3 passes through the groove 30 of the inserter 29 as shown by the arrow 3a, or the inner nozzle 26 and the inserter 29 as shown by the arrow 3b. Flows downward through the passage between and. Then, as indicated by an arrow 3d in FIG. 3A, when the flow of the cleaning liquid 3 reaches the constricted portion 29a, the cross-sectional area of the flow of the cleaning liquid 3 decreases, so that the linear velocity of the flow of the cleaning liquid 3 increases in the constricted portion 29a. To do. Then, the cleaning liquid 3 is ejected from the inner nozzle 26 at a high speed.
[0095]
FIG. 3C shows an inserter 29 equivalent to the inserter 29 of FIG. As shown in FIG. 3C, it is possible to configure the inserter 29 by combining members having different diameters. However, in this embodiment, the throttle portion 29a is formed by forming the groove 30 in the round bar. I have to. Since such a configuration is used, the strength can be increased and the flow velocity in the circumferential direction of the throttle portion 29a can be made uniform as compared with the configuration shown in FIG.
[0096]
Returning to FIG. 1, an outer nozzle 25 is provided outside the inner nozzle 26. The outer nozzle 25 is a cylindrical member having a circular cross section, and is provided such that its longitudinal direction coincides with the longitudinal direction of the inner nozzle 26.
[0097]
As shown in FIG. 3A, the outer nozzle 25 is provided such that its lower tip protrudes further downward than the lower tip of the inner nozzle 26. FIG. 4 is an enlarged view of the tip of the outer nozzle 25. As shown in FIG. 4, the tip of the outer nozzle 25 is formed with a groove 25a whose thickness decreases in a tapered shape toward the tip. ing. The groove 25a of the outer nozzle 25 is formed so as to protrude further downward than the double groove 26a of the inner nozzle 26.
[0098]
Returning to FIG. 1, a cylindrical slide nozzle 27 having a circular cross section is provided outside the outer nozzle 25. The slide nozzle 27 is slidably provided with respect to the outer nozzle 25 so that the longitudinal direction thereof coincides with the longitudinal direction of the outer nozzle 25.
[0099]
The slide nozzle 27 is driven by a piston 32 constituting a gas pressure actuator. The piston 32 is operated by the pressure of the nitrogen gas 5 for driving the actuator.
[0100]
That is, the piston 32 is connected to the upper part of the slide nozzle 27. A chamber 34 is formed above the piston 32, and a chamber 33 is formed below the piston 32. The upper chamber 34 communicates with the supply / discharge port 7. The lower chamber 33 communicates with the supply / discharge port 8.
[0101]
Therefore, when the actuator driving nitrogen gas 5 is supplied into the upper chamber 34 through the supply / discharge port 7 and the actuator driving nitrogen gas 5 is discharged from the lower chamber 33 through the supply / discharge port 8, The piston 32 moves downward by the pressure of the actuator driving nitrogen gas 5 in the side chamber 34. Along with this, the slide nozzle 27 connected to the piston 32 slides downward. Conversely, when the actuator driving nitrogen gas 5 is supplied into the lower chamber 33 through the supply / discharge port 8 and the actuator driving nitrogen gas 5 is discharged from the upper chamber 34 through the supply / discharge port 7, The piston 32 moves upward by the pressure of the actuator driving nitrogen gas 5 in the side chamber 33. Along with this, the slide nozzle 27 connected to the piston 32 slides upward.
[0102]
FIG. 1 shows a state in which the slide nozzle 27 is positioned at the uppermost position. When the slide nozzle 27 slides to the lowest position, the lower tip of the slide nozzle 27 reaches the lower tip of the outer nozzle 25. By sliding the slide nozzle 27 downward, the by-product 52 deposited on the outer tip of the outer nozzle 25 can be removed at the tip of the slide nozzle 27 as will be described later.
[0103]
Here, the nitrogen gas N2 is used as the actuator driving gas because, even if a gas leak occurs, it reacts with an active substance in the cleaning tower 2 such as the by-product 52, causing explosive combustion. This is to prevent the occurrence. Therefore, an inert gas such as an argon gas may be used as the actuator driving gas in addition to the nitrogen gas.
[0104]
A diffuser 24, which is a passage for the exhaust gas 4, is provided on the outer side of the outer nozzle 25 (slide nozzle 27). The diffuser 24 is arranged so that its upper end is positioned in the vicinity of the inlet 9 for the exhaust gas 4. The diffuser 27 is a substantially cylindrical member having a circular cross section, and is provided so that its longitudinal direction matches the longitudinal method of the outer nozzle 25 (slide nozzle 27).
[0105]
By providing the diffuser 24, a passage of the exhaust gas 4 is formed between the diffuser 24 and the outer nozzle 25 inside thereof, and a passage of the exhaust gas 4 is formed between the diffuser 24 and the main duct 23 outside thereof. Is done.
[0106]
FIG. 6 schematically shows a cross section taken along the line AA in FIG.
[0107]
As shown in FIG. 6, the diffuser 24 is formed with a plurality of pores 28 that guide the purge nitrogen gas 6 to the exhaust gas passage between the diffuser 24 and the outer nozzle 25. For example, 16 holes 28 are formed. As shown in FIG. 1, the hole 28 is disposed at an inclination of a predetermined angle θ, for example, 31 ° with respect to a vertical line as seen in a longitudinal section (see FIG. 1). In addition, as shown in FIG. 6, the holes 28 are arranged radially when viewed in cross section. The hole 28 communicates with the supply port 12 of the purge nitrogen gas 6.
[0108]
As shown by the arrow 4 a in FIG. 1, when the exhaust gas 4 is introduced from the introduction port 9, the exhaust gas 4 is guided to a passage formed between the diffuser 24 and the outer nozzle 25.
[0109]
On the other hand, when the purge nitrogen gas 6 is supplied to the supply port 12, as shown in FIG. 6, the purge nitrogen gas 6 passes through the hole 28 and is exhausted between the diffuser 24 and the outer nozzle 25. It is led to the gas passage. When the purge nitrogen gas 6 is introduced into the passage of the exhaust gas 4 through the holes 28, a downward swirling (tornado) flow D is formed. This downward swirling flow D generates a negative pressure (static pressure). Since such a negative pressure is generated, the exhaust gas 4 is drawn downward by the negative pressure. Further, since the swirl flow D, the contact area between the purge nitrogen gas 6 and the exhaust gas 4 is increased. For this reason, the exhaust gas 4 is efficiently purged from the lower end of the diffuser 24 as shown by an arrow 4c in FIG. Here, the nitrogen gas N2 is used as the purge gas 6 for the same reason as the actuator gas 5, and an inert gas such as an argon gas may be used instead of the nitrogen gas.
[0110]
Here, it is assumed that the hole 31 formed in the inner wall surface 23a of the main duct 23 is disposed in the vicinity of the lower end of the diffuser 24 (see FIG. 1).
[0111]
When the slide nozzle 27 is positioned at the uppermost position, it is assumed that the tip of the slide nozzle 27 is positioned in the nitrogen gas blowing direction of the hole 28 formed in the diffuser 24 (see FIG. 1).
[0112]
FIG. 2 shows the relationship among the tip positions of the inserter 29, inner nozzle 26, outer nozzle 25, and diffuser 24 described above. As shown in FIG. 2, the lower tip of the inserter 29 is positioned below the lower tip of the inner nozzle 26 by a distance a. The lower tip of the outer nozzle 25 is positioned below the lower tip of the inserter 29 by a distance b. Further, the lower tip of the outer nozzle 25 is positioned at the lower tip by a distance c from the lower tip of the diffuser 24. These distances a, b, and c have the highest gas-liquid contact efficiency (highest detoxification efficiency) depending on the diameter, length, etc. of the inserter 29, inner nozzle 26, outer nozzle 25, and diffuser 24. It is set to a value that minimizes splashing and scattering.
[0113]
In FIG. 1, reference numeral 37 denotes a cleaning nozzle. When the cleaning tower 2 is disassembled and cleaned, an outer nozzle in which by-products 52 are concentrated and deposited from the cleaning nozzle 37 toward the inside of the cleaning tower 2. A caustic soda aqueous solution as a cleaning liquid is ejected toward the outer front end portion of 25. Thereby, the active and easily ignited by-product 52 is dissolved and removed, and the cleaning and disassembling work of the cleaning tower 2 can be performed safely.
[0114]
Moreover, the material which comprises the washing tower 2 can use a vinyl chloride, for example, and can use SUS etc. suitably in the location where intensity | strength is required.
[0115]
At last, the operation and effect of the above-described configuration will be described.
[0116]
(1) About inserter 29
In the present embodiment, as described above, the inserter 29 is provided inside the inner nozzle 26 so as to protrude further downward than the lower tip of the inner nozzle 26.
[0117]
Therefore, as shown in FIG. 5, the flux 3 c of the cleaning liquid 3 that passes between the inner nozzle 26 and the inserter 29 and is ejected from the tip of the inner nozzle 26 is narrowed and narrowed below the nozzle 26. For this reason, the splashing and scattering of the cleaning liquid 3 are greatly suppressed. Thereby, it is possible to suppress the deposition of the by-product 52 (solid SiO 2 hydrate) in the cleaning tower 2, and to reduce the amount of the deposition of the by-product 52 in the cleaning tower 2, The cycle in which the passage of the exhaust gas 4 is blocked can be lengthened.
[0118]
(2) About the double groove 26a of the inner nozzle 26
In the present embodiment, the tip of the inner nozzle 26 is formed in a double groove 26a.
[0119]
For this reason, as shown in FIG. 3A, since the cleaning liquid 3 forms a vortex B at the double groove 26a of the inner nozzle 26, the cleaning liquid 3 ejected from the inner nozzle 26 jumps up and is prevented from scattering. Thereby, it is possible to further suppress the deposition of the by-product 52 (solid SiO 2 hydrate) in the cleaning tower 2, reduce the deposition amount of the by-product 52 in the cleaning tower 2, and reduce the exhaust gas. The cycle in which the four passages are blocked can be lengthened.
[0120]
By combining the inserter 29 and the double groove 26a described above, the cleaning liquid 3 can jump up and the effect of suppressing scattering can be further enhanced.
[0121]
(3) About the outer nozzle 25
In this embodiment, the groove 25a of the outer nozzle 25 is formed outside the double groove 26a of the inner nozzle 26 so as to protrude further downward.
[0122]
For this reason, as shown in FIGS. 3A and 4, the double groove 26 a of the inner nozzle 26 and the groove 25 a of the outer nozzle 25 are substantially combined to form a “triple groove”. Compared with the case where only the double groove 26a is provided, the splashing and scattering of the cleaning liquid 3 ejected from the inner nozzle 26 can be further suppressed. Thereby, it is possible to further suppress the deposition of the by-product 52 (solid SiO 2 hydrate) in the cleaning tower 2, reduce the deposition amount of the by-product 52 in the cleaning tower 2, and reduce the exhaust gas. The cycle in which the four passages are blocked can be lengthened.
[0123]
Further, as shown in FIG. 3A, the cleaning liquid 3 ejected from the inner nozzle 26 is concentrated and scattered on the outer tip of the outer nozzle 25 as shown by an arrow C, and is concentrated on the outer tip of the by-product 52. It can be deposited.
[0124]
The groove 25a of the outer nozzle 25 desirably protrudes downward from the inserter 29 as shown in FIG.
[0125]
(4) About the aperture 29a of the inserter 29
In the present embodiment, a throttle portion 29 a is formed at the lower end portion of the inserter 29.
[0126]
Therefore, as shown in FIG. 3A, the linear velocity of the flux 3c of the cleaning liquid 3 ejected from the inner nozzle 26 increases and the linear velocity is made uniform in the circumferential direction of the throttle portion 29a of the inserter 29. For this reason, compared with the case where the throttle part 29a is not provided, it is possible to further suppress the splashing and scattering of the cleaning liquid 3.
[0127]
(5) About slide nozzle 27
In the present embodiment, a slide nozzle 27 is provided on the outer side of the outer nozzle 25 to remove the by-product 52 formed at the outer tip of the outer nozzle 25.
[0128]
By providing the outer nozzle 25 as described above, the by-product 52 can be concentrated and deposited on the outer side of the front end portion of the outer nozzle 25.
[0129]
Further, as shown in FIG. 2, by appropriately setting the distances a, b, and c, it is possible to minimize the deposition amount of the by-product 52, and even if the by-product 52 is precipitated. The deposited portion can be concentrated on the outer front end portion of the outer nozzle 25.
[0130]
Therefore, when the slide nozzle 27 is slid downward, the by-products 52 concentrated and deposited on the outer tip of the outer nozzle 25 at the tip of the slide nozzle 27 are collectively removed.
[0131]
In the present embodiment, the outer nozzle 25 is provided outside the inner nozzle 26, but the outer nozzle 25 may be omitted. In this case, a slide nozzle 27 is slidably provided on the outer side of the inner nozzle 26, and the by-product 52 deposited on the lower tip of the inner nozzle 26 is cut off by the slide nozzle 27.
[0132]
(6) Gas pressure actuator (piston 32, chambers 33, 34) for driving the slide nozzle 27
In the present embodiment, the slide nozzle 27 is driven by a piston 32 that operates by the pressure of the nitrogen gas 5.
[0133]
In this embodiment, since the inert gas 5 such as nitrogen gas is used as the driving medium for the piston 32, even if a gas leak occurs, it reacts with an active substance such as the by-product 52 inside the cleaning tower 2. There is no risk of explosive combustion.
[0134]
However, the actuator for driving the slide nozzle 27 is arbitrary, and may be driven by a hydraulic pressure such as a hydraulic pressure in addition to the gas pressure. The actuator may be driven only by a mechanical element such as a ball screw without using a driving medium such as gas or oil. May be.
[0135]
In the present embodiment, the slide nozzle 27 is controlled by automatic control. For example, assuming that the epitaxial growth process is performed at 5 to 10 batches per hour in an epitaxial growth furnace, the slide nozzle 27 slides downward every four hours and repeats a series of operations of returning to the uppermost position. Do. The slide nozzle 27 operates every time the time set by the timer (4 hours) is reached. However, this is only an example, and a cycle for operating the slide nozzle 27 can be set in accordance with the amount of the by-product 25 deposited on the outer nozzle 25.
[0136]
It is also possible to control the slide nozzle 27 manually.
[0137]
(7) About the hole 31 provided in the inner wall surface 23a of the main duct 23 (cleaning tower 2)
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the cleaning liquid 3 is discharged from the hole 31 provided in the inner wall surface 23a of the cleaning tower 2, and a flow 3e of the cleaning liquid 3 is formed along the inner wall surface 23a.
[0138]
Therefore, as shown in FIG. 5, the flow 4c of the exhaust gas 4 passing through the passage between the outer nozzle 25 and the diffuser 24 and the flow 3e of the cleaning liquid 3 along the inner wall surface 23a are along the inner wall surface 23a. Gas-liquid contact is made at the gas-liquid contact portion 35. On the other hand, the flow 4 c of the exhaust gas 4 that has passed through the passage between the outer nozzle 25 and the diffuser 24 is in gas-liquid contact with the flow 3 c of the cleaning liquid 3 ejected from the inner nozzle 26 at the gas-liquid contact portion 36 below the inner nozzle 26. . As described above, the gas-liquid contact occurs both below the nozzle 26 and the inner wall surface 23a of the cleaning tower, so that the efficiency of the gas-liquid contact is increased and the removal efficiency is improved. Even if the mist and water vapor of the cleaning liquid 3 ejected from the inner nozzle 26 are scattered on the inner wall surface 23a, the flow 3e of the cleaning liquid 3 is formed along the inner wall surface 23a. The by-product 52 due to mist and water vapor is prevented from being deposited on the inner wall surface 23a.
[0139]
(8) About the hole 28 provided in the diffuser 24
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, a diffuser 24 is formed outside the outer nozzle nozzle 25, and the exhaust gas 4 is guided to a passage formed between the diffuser 24 and the nozzle 26. Purge nitrogen gas 6 is purged into the passage through hole 28 to form swirl flow D, and exhaust gas 4 is drawn down the passage by negative pressure.
[0140]
By purging the purge nitrogen gas 6 into the passage of the exhaust gas 4, a swirling flow D is formed and a negative pressure is generated. Since the negative pressure is generated, more exhaust gas 4 can be drawn downstream. Further, since the swirl flow D, the area where the purge nitrogen gas 6 comes into contact with the exhaust gas 4 is increased. For this reason, the efficiency of purging the exhaust gas 4 from the diffuser 24 is improved.
[0141]
For this reason, the efficiency with which the exhaust gas 4 comes into gas-liquid contact with the cleaning liquid 3 ejected from the inner nozzle 26 is increased, and the removal efficiency is improved.
[0142]
In the present embodiment, the exhaust gas 4 is drawn downstream by forming a swirl flow D of the purge nitrogen gas 6, and the cleaning liquid is used to draw the exhaust gas 4 downstream as in the prior art shown in FIG. There is no need to increase the speed at which 3 is ejected. For this reason, it is possible to suppress an increase in splashing and scattering of the cleaning liquid 3 due to an increase in the ejection speed of the cleaning liquid 3.
[0143]
For this reason, according to this embodiment, the removal efficiency can be improved without increasing the splashing and scattering of the cleaning liquid 3.
[0144]
The supply amount of the purge nitrogen gas 6 is appropriately set so that the detoxification efficiency is maximized and the precipitation amount of the by-product 52 is minimized. For example, the purge nitrogen gas 6 is supplied to the supply port 12 at a flow rate of 60 L / min. The
[0145]
(9) Positional relationship between the slide nozzle 27 and the hole 28 formed in the diffuser 24 In this embodiment, as shown in FIG. 1, the slide nozzle 27 is formed in the diffuser 24 when it is positioned at the uppermost position. It arrange | positions so that the front-end | tip part of the slide nozzle 27 may be located in the nitrogen gas blowing direction of the hole 28. FIG. Therefore, the by-product 52 attached to the tip of the slide nozzle 27 when the by-product is missing by the slide nozzle 27 can be blown off by the purge nitrogen gas 6.
[0146]
Although it is desirable that all the configurations of (1) to (9) described above are implemented in combination, implementation of only one of (1) to (9) or implementation of appropriately combining two or more is also possible. .
[0147]
However, it is desirable that the configuration (1) in which the inserter 29 is provided is an essential configuration, and that (1) is combined with one or more of the other (2) to (9) as appropriate.
[0148]
However, the configuration (8) for generating the swirling flow D of the purge nitrogen gas 6 may be carried out independently without being combined with the configuration (1) in which the inserter 29 is provided. That is, the configuration (8) of generating the swirl flow D of the purge nitrogen gas 6 can be applied to a conventional cleaning tower in which the inserter 29 is not provided, for example, a conventional cleaning tower 50 shown in FIG. In this case, the exhaust gas 4 can be drawn downstream without increasing the speed of the cleaning liquid 3 ejected from the jet nozzle 51 in FIG. For this reason, the removal efficiency can be improved without increasing the splashing and scattering of the cleaning liquid 3.
[0149]
In the embodiment described above, it is assumed that the exhaust gas 4 discharged when epitaxially growing a semiconductor wafer is removed. When the abatement apparatus of the present invention is applied to the epitaxial growth furnace, the amount of deposited deposits of by-products 52 is reduced, and the maintenance cycle of the decomposing / cleaning work of the abatement apparatus is lengthened. Efficiency can be improved.
[0150]
However, the abatement apparatus of the present embodiment is not limited to the exhaust gas treatment of the epitaxial growth furnace, but is a furnace in which the abatement is caused by gas-liquid contact between the cleaning liquid and the exhaust gas and the deposition of by-products becomes a problem. If so, it can be applied to any furnace.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an internal configuration of a cleaning tower according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing the positional relationship of the lower tip of each nozzle in the cleaning tower.
FIG. 3 (a) is a view showing the flow of the cleaning liquid ejected from the tip of the nozzle, and FIG. 3 (b) is a cross-sectional view of FIG. FIG. 3C is a diagram equivalently showing the inserter shown in FIG.
4 is an enlarged view of a tip of an outer nozzle shown in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a view showing a state in which exhaust gas and cleaning liquid are in gas-liquid contact under an inner nozzle.
6 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 and shows a state in which a swirling flow is formed by the purge nitrogen gas.
FIG. 7 is a perspective view showing the main duct shown in FIG. 1 as a cutaway view.
FIG. 8 is a diagram illustrating an overall configuration of an exhaust gas treatment apparatus according to an embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing an internal configuration of a conventional cleaning tower.
[Explanation of symbols]
1 Exhaust gas treatment equipment
2 washing tower
3 Cleaning liquid (caustic soda solution)
5 Nitrogen gas for actuator drive
6 Nitrogen gas for purging
23 Main duct
24 Diffuser
25 Outer nozzle
26 Inner nozzle
27 Slide nozzle
28 holes
29 Inserter
29a Aperture
30 grooves
31 holes
32 piston
33 rooms
34 rooms
52 By-products

Claims (9)

排気ガスを、洗浄塔に導き、この洗浄塔内に設けたノズル内に洗浄液の流れを形成するとともに前記ノズル外に排気ガスの流れを形成し、当該ノズルの先端で排気ガスと洗浄液を接触させて排気ガス中の有害物質を除害する処理を行う排気ガス処理装置において、
前記ノズルの内側に、当該ノズルの壁面のうち最もノズル内径側にある壁面の下方先端よりも更に下方に突出するようにインサータを設け
当該インサータの下方端部が円柱状であること
を特徴とする排気ガス処理装置。
The exhaust gas is guided to the cleaning tower, and the flow of the cleaning liquid is formed in the nozzle provided in the cleaning tower and the flow of the exhaust gas is formed outside the nozzle, and the exhaust gas and the cleaning liquid are brought into contact at the tip of the nozzle. In the exhaust gas treatment device that performs the treatment to remove harmful substances in the exhaust gas,
Inside the nozzle , an inserter is provided so as to protrude further downward than the lower end of the wall surface on the nozzle inner diameter side among the wall surfaces of the nozzle ,
An exhaust gas processing apparatus, wherein a lower end portion of the inserter is cylindrical .
前記ノズルの開先を二重開先としたこと
を特徴とする請求項1記載の排気ガス処理装置。
The exhaust gas processing apparatus according to claim 1, wherein the nozzle has a double groove.
前記二重開先の外側に、更に下方に突出するように開先を形成すること
を特徴とする請求項2記載の排気ガス処理装置。
The exhaust gas processing apparatus according to claim 2, wherein a groove is formed on the outer side of the double groove so as to protrude further downward.
前記インサータの下方先端部の壁面と前記最もノズル内径側にある壁面とで挟まれる空間の断面積を、前記下方先端部より上方に位置する前記インサータの壁面と前記最もノズル内径側にある壁面とで挟まれる空間の断面積よりも小さくすることによって、前記洗浄液の流れの線速度を、前記下方先端部より上方に位置する前記インサータの周囲よりも前記下方先端部の周囲で増加させること
を特徴とする請求項1記載の排気ガス処理装置。
The cross-sectional area of the space sandwiched between the wall surface of the lower tip portion of the inserter and the wall surface closest to the nozzle inner diameter side, the wall surface of the inserter positioned above the lower tip portion, and the wall surface closest to the nozzle inner diameter side The linear velocity of the flow of the cleaning liquid is increased around the lower tip than around the inserter located above the lower tip. The exhaust gas treatment device according to claim 1.
前記ノズルの外側に、当該ノズルの先端部に向けてスライドすることにより当該ノズルの先端部に析出される副生成物を欠き落とすスライドノズルを設けたこと
を特徴とする請求項1または2または3記載の排気ガス処理装置。
The slide nozzle which drops off the by-product deposited on the front-end | tip part of the said nozzle by slid toward the front-end | tip part of the said nozzle outside the said nozzle is provided. The exhaust gas processing apparatus as described.
前記スライドノズルは、不活性ガスの圧力によって動作するガス圧アクチュエータによって駆動されるものであること
を特徴とする請求項5記載の排気ガス処理装置。
The exhaust gas processing apparatus according to claim 5, wherein the slide nozzle is driven by a gas pressure actuator that is operated by a pressure of an inert gas.
前記洗浄塔の内壁面に設けた孔から洗浄液を吐出させ当該内壁面に沿って洗浄液の流れを形成するようにしたこと
を特徴とする請求項1記載の排気ガス処理装置。
The exhaust gas processing apparatus according to claim 1, wherein the cleaning liquid is discharged from a hole provided in an inner wall surface of the cleaning tower to form a flow of the cleaning liquid along the inner wall surface.
前記ノズルの外側に、ディフューザを形成し、これらディフューザとノズル間で形成された通路に排気ガスを導き、この排気ガスの通路に、不活性ガスをパージすることにより旋回流を形成して負圧によって排気ガスを通路下方に引き込むこと
を特徴とする請求項1または2または3記載の排気ガス処理装置。
A diffuser is formed outside the nozzle, exhaust gas is guided to a passage formed between the diffuser and the nozzle, and an inert gas is purged into the exhaust gas passage to form a swirling flow to generate a negative pressure. The exhaust gas processing apparatus according to claim 1, wherein the exhaust gas is drawn downward by the passage.
前記排気ガスは、半導体ウェーハをエピタキシャル成長する際に排出される排気ガスであること
を特徴とする請求項1記載の排気ガス処理装置。
The exhaust gas processing apparatus according to claim 1 , wherein the exhaust gas is an exhaust gas discharged when epitaxially growing a semiconductor wafer.
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