(57)【要約】【課題】フッ素系成分の被毒に強く、かつ、硫化カルボニルの適切な温度範囲での分解に適した触媒を用いることにより、構造の複雑化や対象外成分の吸着量を抑制しつつ、分解効率の変動やセンサへの影響を抑制可能な硫化カルボニル検知装置を提供する。【解決手段】この硫化カルボニル検知装置１００は、硫化カルボニルを加水分解する硫化カルボニル分解部３０と、硫化カルボニル分解部３０により硫化カルボニルが加水分解されることにより発生した被検知ガスＧ中の成分を検知するガス検知部４０と、を備えている。また、硫化カルボニル分解部３０は、硫化カルボニルを加水分解するための触媒３１ｂを有する触媒筒３１と、触媒筒３１を加熱する反応炉３２と、を含んでいる。また、触媒３１ｂは、アルミノケイ酸塩であるアロフェンを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫化カルボニルを加水分解するための触媒を有する触媒部と、
前記触媒部を加熱する反応炉と、を備え、
前記触媒は、アルミノケイ酸塩であるアロフェンを含む、硫化カルボニル分解装置。
【請求項２】
前記反応炉は、１８０℃以上８７０℃以下の温度範囲において、前記触媒部を加熱するように構成されている、請求項１に記載の硫化カルボニル分解装置。
【請求項３】
前記反応炉は、１８０℃以上５００℃以下の温度範囲において、前記触媒部を加熱するように構成されている、請求項２に記載の硫化カルボニル分解装置。
【請求項４】
前記触媒は、粒状に形成されており、
前記触媒部には、粒状の前記触媒が充填されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の硫化カルボニル分解装置。
【請求項５】
粒状の前記触媒は、０．３ｍｍ以上４ｍｍ以下の粒径を有する、請求項４に記載の硫化カルボニル分解装置。
【請求項６】
硫化カルボニルを加水分解する硫化カルボニル分解部と、
前記硫化カルボニル分解部により前記硫化カルボニルが加水分解されることにより発生した被検知ガス中の成分を検知するガス検知部と、を備え、
前記硫化カルボニル分解部は、
前記硫化カルボニルを加水分解するための触媒を有する触媒部と、
前記触媒部を加熱する反応炉と、を含み、
前記触媒は、アルミノケイ酸塩であるアロフェンを含む、硫化カルボニル検知装置。
【請求項７】
前記ガス検知部は、電気化学式のガス検知部を含む、請求項６の硫化カルボニル検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、硫化カルボニル分解装置および硫化カルボニル検知装置に関し、特に、触媒により硫化カルボニルを加水分解する硫化カルボニル分解装置および硫化カルボニル検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
硫化カルボニルは、半導体デバイスの微細加工におけるパターンエッチング構造の側壁上に保護膜が形成されるパッシベーションによるボーイングを抑制する効果があるドライエッチングガスとして注目されている（たとえば、特許文献１参照）。一方で、毒性の観点からＡＣＧＩＨ（American Conference of Governmental Industrial Hygienists：アメリカ合衆国産業衛生専門官会議）において時間加重平均許容濃度（ＴＬＶ−ＴＷＡ）５ｐｐｍの規制が布かれている。
【０００３】
このことから、半導体デバイス製造工程から排出される排出ガスを適切に検知する必要があり、従来、触媒により硫化カルボニルを加水分解する硫化カルボニル検知装置が知られている（たとえば、特許文献２および３参照）。
【０００４】
上記特許文献２および３には、硫化カルボニルの濃度を測定する硫化カルボニル濃度測定装置（硫化カルボニル検知装置）が開示されている。上記特許文献２および３の硫化カルボニル濃度測定装置は、硫化カルボニルを加水分解するための触媒であるアルミナを含有する触媒筒と、触媒筒の触媒により硫化カルボニルを加水分解して発生した硫化水素の濃度を測定する硫化水素濃度測定器とを備えている。この硫化カルボニル濃度測定装置は、硫化カルボニルの濃度を直接測定するのではなく、硫化カルボニルを加水分解して発生した硫化水素の濃度を、硫化カルボニルの濃度に換算して、硫化カルボニルの濃度を間接的に測定するように構成されている。
【０００５】
また、上記特許文献２の硫化カルボニル濃度測定装置では、触媒筒が６０℃〜１２０℃の温度範囲内に加熱されつつ、アルミナ含有触媒による硫化カルボニルの加水分解が行われている。すなわち、硫化カルボニルの分解として、低温分解が行われており、低温分解に適した触媒であるアルミナ顆粒が用いられている。しかしながら、低温分解を行う場合、触媒に検知対象以外の様々な成分が吸着しやすくなるため、触媒の上流側に、成分を除去するフィルタを設ける必要がある。上記特許文献２に記載された硫化カルボニル濃度測定装置では、触媒の上流側に、フィルタである精製筒が設けられている。
【０００６】
上記特許文献３においては、フッ素系成分による触媒の被毒を抑制するために、触媒筒が１００℃〜１２０℃の温度範囲内に加熱されつつ、アルミナ含有触媒による硫化カルボニルの加水分解が行われている。すなわち、フッ素系成分による触媒の被毒を抑制するために、硫化カルボニルの分解として、低温分解が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７６４５７０７号明細書
【特許文献２】特許第６３９９５８０号公報
【特許文献３】特開２０１７−３５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献２に記載された硫化カルボニル濃度測定装置では、触媒の上流側にフィルタである精製筒を設ける必要があるため、その分だけ、硫化カルボニル濃度測定装置の構造が複雑化するという不都合がある。また、上記特許文献３に記載された、低温分解を行う硫化カルボニル測定装置では、上記特許文献２のように、触媒の上流側にフィルタを設ける必要がある。
【０００９】
また、硫化カルボニル濃度測定装置の構造の複雑化を抑制するために、上記特許文献３のようにフィルタを設けない場合には、触媒に検知対象以外の様々な成分が吸着する。この場合、等温条件における触媒に吸着した成分によって、その材料の吸着点が減少することや、成分によっては想定外の反応が進むこと等を考慮して、対象ガスの分解効率の変動に伴う検知器の経時的安定性において不都合もある。更に、各成分に対する等温条件における吸着容量を超えた場合、高濃度の吸着質が脱離する。この場合にも、検知器に搭載されたセンサへの影響も考慮する必要がある。従って、ガス検知器として適用する場合は、短周期的なメンテナンスが必要となる。これらのため、フッ素系成分の被毒に強く、かつ、適切な温度範囲での硫化カルボニルの分解が望まれている。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、フッ素系成分の被毒に強く、かつ、適切な温度範囲での硫化カルボニルの高温分解に適した触媒を用いることにより、構造の複雑化や対象外成分の吸着量を抑制しつつ、分解効率の変動やセンサへの影響を抑制可能な硫化カルボニル分解装置および硫化カルボニル検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、鋭意検討した結果、本願発明者は、アルミノケイ酸塩であるアロフェンが、適切な温度範囲での硫化カルボニルの分解に適しているとともに、フッ素系成分の被毒に強いという新たな知見を得た。すなわち、この発明の第１の局面による硫化カルボニル分解装置は、硫化カルボニルを加水分解するための触媒を有する触媒部と、触媒部を加熱する反応炉と、を備え、触媒は、アルミノケイ酸塩であるアロフェンを含む。なお、本願明細書では、アロフェンとは、主要化学組成がAl2O3・(SiO2)1.3-2・(2.5-3)H2Oである、非晶質または低結晶質のアルミノケイ酸塩を意味している。
【００１２】
この発明の第１の局面による硫化カルボニル分解装置では、上記のように、触媒を、アルミノケイ酸塩であるアロフェンを含むように構成する。これにより、アロフェンを含む触媒により、フッ素系成分の被毒を抑制しつつ適切な温度範囲で硫化カルボニルの分解を行うことができる。その結果、硫化カルボニルの低温分解を行う場合と異なり、検知対象以外の様々な成分の触媒への吸着を抑制するために、触媒の上流側にフィルタを設ける必要がないので、硫化カルボニル分解装置の構造の複雑化を抑制することができる。また、硫化カルボニルの低温分解を行う場合と異なり、検知対象以外の様々な成分の触媒への吸着が起こりにくいので、触媒に吸着した成分による分解効率の変動やセンサへの影響を抑制することができる。これらの結果、フッ素系成分の被毒に強く、かつ、硫化カルボニルの適切な温度範囲での分解に適した触媒（アロフェン）を用いることにより、構造の複雑化や対象外成分の吸着量を抑制しつつ、分解効率の変動やセンサへの影響を抑制可能な硫化カルボニル分解装置を提供することができる。
【００１３】
上記第１の局面による硫化カルボニル分解装置において、好ましくは、反応炉は、１８０℃以上８７０℃以下の温度範囲において、触媒部を加熱するように構成されている。このように構成すれば、反応炉の加熱温度を１８０℃以上とすることにより、アロフェンを含む触媒の硫化カルボニルの分解効果を好適に発揮することができる。また、反応炉の加熱温度を８７０℃以下とすることにより、触媒のアロフェンが、９００℃以上で結晶性のムライトへ転移することに起因して、アロフェンを含む触媒の硫化カルボニルの分解効果が低下することを抑制することができる。なお、これらの点は、本願発明者による後述する実験（実施例）において確認済みである。
【００１４】
この場合、好ましくは、反応炉は、１８０℃以上５００℃以下の温度範囲において、触媒部を加熱するように構成されている。このように構成すれば、反応炉の加熱温度を４３０℃以下とすることにより、干渉ガスの悪影響を避けつつ、アロフェンを含む触媒の硫化カルボニルの分解効果を好適に発揮することができる。なお、この点は、本願発明者による後述する実験（実施例）において確認済みである。
【００１５】
上記第１の局面による硫化カルボニル分解装置において、好ましくは、触媒は、粒状に形成されており、触媒部には、粒状の触媒が充填されている。このように構成すれば、粒状よりも粒径の小さい粉末状の触媒が触媒部に充填されている場合に比べて、触媒が密に充填されることを抑制することができる。その結果、触媒に起因して圧力損失が増加することを抑制することができる。
【００１６】
この場合、好ましくは、粒状の触媒は、０．３ｍｍ以上４ｍｍ以下の粒径を有する。このように構成すれば、触媒が密に充填されることをより確実に抑制することができる。その結果、触媒に起因して圧力損失が増加することをより確実に抑制することができる。
【００１７】
この発明の第２の局面による硫化カルボニル検知装置は、硫化カルボニルを加水分解する硫化カルボニル分解部と、硫化カルボニル分解部により硫化カルボニルが加水分解されることにより発生した被検知ガス中の成分を検知するガス検知部と、を備え、硫化カルボニル分解部は、硫化カルボニルを加水分解するための触媒を有する触媒部と、触媒部を加熱する反応炉と、を含み、触媒は、アルミノケイ酸塩であるアロフェンを含む。
【００１８】
この発明の第２の局面による硫化カルボニル検知装置では、上記のように、触媒が、アルミノケイ酸塩であるアロフェンを含むように構成する。これにより、第１の局面による硫化カルボニル分解装置と同様に、構造の複雑化や対象外成分の吸着量を抑制しつつ、分解効率の変動やセンサへの影響を提供することができる。
【００１９】
上記第２の局面による硫化カルボニル検知装置において、好ましくは、ガス検知部は、電気化学式のガス検知部を含む。このように構成すれば、電気化学式のガス検知部により、硫化カルボニル分解部により硫化カルボニルが加水分解されることにより発生した被検知ガス中の成分を好適に検知することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、上記のように、フッ素系成分の被毒に強く、かつ、硫化カルボニルの高温分解に適した触媒を用いることにより、構造の複雑化や対象外成分の吸着量を抑制しつつ、分解効率の変動やセンサへの影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施形態による硫化カルボニル検知装置を示した模式図である。
【図２】実施例１、比較例１および２による硫化カルボニル検知装置の実験結果を示したグラフである。
【図３】実施例２による硫化カルボニル検知装置の実験結果を示したグラフである。
【図４】実施例３による硫化カルボニル検知装置の実験結果を示したグラフである。
【図５】実施例４による硫化カルボニル検知装置の実験結果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
まず、図１を参照して、一実施形態による硫化カルボニル検知装置１００の構成について説明する。
【００２４】
（硫化カルボニル検知装置の全体構成）
図１に示すように、硫化カルボニル検知装置１００は、硫化カルボニル（化学組成：COS）を加水分解するとともに、硫化カルボニルが加水分解されることにより発生した被検知ガス中の成分を検知する装置である。硫化カルボニル検知装置１００は、たとえば、分析試料中の硫化カルボニルの検知用、雰囲気中の硫化カルボニルの検知用などに用いることができる。
【００２５】
硫化カルボニル検知装置１００は、流量制御部１０と、ポンプ２０と、硫化カルボニル分解部３０と、ガス検知部４０とを備えている。流量制御部１０と、硫化カルボニル分解部３０と、ガス検知部４０と、ポンプ２０とは、被検知ガスＧ（分析試料のガス、雰囲気中のガスなど）の流れ方向の上流側から下流側に向かって、ガス流路５０により、この順に流体的に接続されている。なお、各構成の接続順は、硫化カルボニル分解部３０と、ガス検知部４０とがこの順に接続されていれば、特に限られない。また、硫化カルボニル分解部３０は、特許請求の範囲の「硫化カルボニル分解装置」の一例である。
【００２６】
流量制御部１０は、たとえばマスフローコントローラであり、被検知ガスＧの流量を制御するように構成されている。硫化カルボニル検知装置１００は、流量制御部１０による被検知ガスＧの流量の制御により、定流量の被検知ガスＧが流れるように構成されている。被検知ガスＧの流量は、特に限られないが、たとえば、５００ｍｌ／ｍ程度とすることができる。ポンプ２０は、被検知ガスＧがガス流路５０を介して硫化カルボニル分解部３０による圧力損失を生じた場合、ガス検知部４０の内蔵ポンプを補助するための駆動源である。
【００２７】
硫化カルボニル分解部３０は、被検知ガスＧ中の硫化カルボニルを加水分解するように構成されている。具体的には、硫化カルボニル分解部３０は、触媒筒３１と、反応炉３２とを含んでいる。触媒筒３１は、筒本体３１ａと、触媒３１ｂとを有している。筒本体３１ａは、たとえば、アルミナ管、石英管などである。筒本体３１ａは、中空の円筒形状を有している。筒本体３１ａには、粒状の触媒３１ｂが充填されている。触媒３１ｂは、被検知ガスＧ中の硫化カルボニルを加水分解するように構成されている。具体的には、触媒３１ｂは、硫化カルボニルを加水分解して、硫化水素（化学組成：H2S）、硫黄酸化物（化学組成：SOX）などを発生させるように構成されている。なお、硫化カルボニルの加水分解物は、主に、硫化水素である。また、触媒筒３１は、特許請求の範囲の「触媒部」の一例である。
【００２８】
ここで、本実施形態では、触媒３１ｂは、アルミノケイ酸塩であるアロフェン（化学組成：Al2O3・(SiO2)1.3-2・(2.5-3)H2O）を含んでいる。具体的には、触媒３１ｂは、略アロフェンにより構成されている。なお、触媒３１ｂは、活性炭などのアロフェン以外の成分を含んでいてもよい。アロフェンは、結晶性のアルミノケイ酸塩であるゼオライトとは異なり、非晶質または低結晶質のアルミノケイ酸塩である。なお、アロフェンを含む触媒３１ｂによる硫化カルボニルの分解実験については、後述する。
【００２９】
また、触媒３１ｂは、粒状に形成されている。具体的には、触媒３１ｂは、略円柱形状の顆粒状に形成されている。触媒３１ｂは、０．３ｍｍ以上４ｍｍ以下の粒径を有している。粒状の触媒３１ｂは、触媒筒３１の筒本体３１ａに充填されている。触媒３１ｂの充填量は、特に限られないが、圧力損失を低減する観点から、たとえば、０．２ｇ以上０．３ｇ以下とすることができる。粒状の触媒３１ｂは、触媒筒３１の筒本体３１ａに充填層を形成するように設けられている。触媒３１ｂの充填層は、特に限られないが、圧力損失を低減する観点から、たとえば、筒本体３１aの材質が石英で内径６ｍｍ，長さ４０ｍｍとすることができる。触媒３１ｂの充填層は、両端に配置された触媒３１ｂの保持部材３１ｃにより、触媒筒３１の筒本体３１ａの内部に保持されている。保持部材３１ｃは、たとえば、石英ウールである。なお、保持部材３１ｃは、粒径に応じた触媒３１ｂを保持するための部材で、反応炉３２の温度に耐えうる材料であれば限定されることは無い。
【００３０】
反応炉３２は、触媒筒３１を加熱するように構成されている。具体的には、反応炉３２は、加熱部３２ａと、断熱部３２ｂとを含んでいる。加熱部３２ａは、触媒筒３１の筒本体３１ａを介して、触媒３１ｂを加熱するように構成されている。加熱部３２ａは、たとえば、電熱線である。電熱線である加熱部３２ａは、たとえば、触媒筒３１の筒本体３１ａを隔てて触媒３１ｂを取り囲むように、コイル状に形成されている。なお、電熱線の形状は、反応炉３２の温度を一定に保つことができれば限定されることは無い。加熱部３２ａは、触媒３１ｂの充填層の一方端部から他方端部に亘って、触媒３１ｂの充填層と対向するように設けられている。すなわち、加熱部３２ａは、触媒３１ｂの充填層の一方端部から他方端部に亘って、触媒３１ｂを加熱するように構成されている。断熱部３２ｂは、断熱材料により構成されており、加熱部３２ａと触媒筒３１の触媒３１ｂとを取り囲むように設けられている。断熱部３２ｂの断熱材料は、たとえば、生体溶解性繊維断熱材料である。
【００３１】
反応炉３２は、１８０℃以上８７０℃以下の温度範囲において、加熱部３２ａにより触媒筒３１を加熱するように構成されている。好ましくは、反応炉３２は、１８０℃以上５００℃以下の温度範囲において、加熱部３２ａにより触媒筒３１を加熱するように構成されている。より好ましくは、反応炉３２は、２００℃以上５００℃以下の温度範囲において、加熱部３２ａにより触媒筒３１を加熱するように構成されている。より好ましくは、反応炉３２は、２６０℃以上５００℃以下の温度範囲において、加熱部３２ａにより触媒筒３１を加熱するように構成されている。また、反応炉３２は、略一定の温度になるように、加熱部３２ａにより触媒筒３１を加熱するように構成されている。触媒筒３１が略一定の温度になるような加熱は、特に限られないが、たとえば、図示しない温度検知部による温度の検知結果に基づいて、ＰＩＤ制御などのフィードバック制御により反応炉３２の加熱部３２ａを制御することにより行い得る。
【００３２】
ガス検知部４０は、硫化カルボニル分解部３０により硫化カルボニルが加水分解されることにより発生した被検知ガスＧ中の成分（硫化水素、硫黄酸化物など）を検知するように構成されている。ガス検知部４０は、電気化学式のガス検知部（電気化学式のセンサ）を含んでいる。具体的には、ガス検知部４０は、硫化水素の検知に好適な定電位電解式のガス検知部（定電位電解式のセンサ）を含んでいる。硫化カルボニル検知装置１００は、ガス検知部４０により硫化カルボニルが加水分解されることにより発生した被検知ガスＧ中の成分（硫化水素、硫黄酸化物など）を検知することにより、硫化カルボニルを間接的に検知するように構成されている。なお、ガス検知部４０は、被検知ガスＧを流すためのポンプを内蔵するように構成されている。
【００３３】
（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００３４】
本実施形態では、上記のように、触媒３１ｂを、アルミノケイ酸塩であるアロフェンを含むように構成する。これにより、アロフェンを含む触媒３１ｂにより、フッ素系成分の被毒を抑制しつつ適切な温度範囲で硫化カルボニルの分解を行うことができる。その結果、硫化カルボニルの低温分解を行う場合と異なり、検知対象以外の様々な成分の触媒３１ｂへの吸着を抑制するために、触媒３１ｂの上流側にフィルタを設ける必要がないので、硫化カルボニル分解装置の構造の複雑化を抑制することができる。また、硫化カルボニルの低温分解を行う場合と異なり、検知対象以外の様々な成分の触媒３１ｂへの吸着が起こりにくいので、触媒３１ｂに吸着した成分による分解効率の変動やセンサへの影響を抑制することができる。これらの結果、フッ素系成分の被毒に強く、かつ、硫化カルボニルの適切な温度範囲での分解に適した触媒３１ｂ（アロフェン）を用いることにより、構造の複雑化や対象外成分の吸着量を抑制しつつ、分解効率の変動やセンサへの影響を抑制可能な硫化カルボニル検知装置１００を提供することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、上記のように、反応炉３２を、１８０℃以上８７０℃以下の温度範囲において、触媒筒３１を加熱するように構成する。これにより、反応炉３２の加熱温度を１８０℃以上とすることにより、アロフェンを含む触媒３１ｂの硫化カルボニルの分解効果を好適に発揮することができる。また、反応炉３２の加熱温度を８７０℃以下とすることにより、触媒３１ｂのアロフェンが、９００℃以上で結晶性のムライトへ転移することに起因して、アロフェンを含む触媒３１ｂの硫化カルボニルの分解効果が低下することを抑制することができる。なお、これらの点は、本願発明者による後述する実験（実施例）において確認済みである。
【００３６】
また、本実施形態では、上記のように、反応炉３２を、１８０℃以上５００℃以下の温度範囲において、触媒筒３１を加熱するように構成する。これにより、反応炉３２の加熱温度を５００℃以下とすることにより、干渉ガスの悪影響を避けつつ、アロフェンを含む触媒３１ｂの硫化カルボニルの分解効果を好適に発揮することができる。なお、この点は、本願発明者による後述する実験（実施例）において確認済みである。
【００３７】
また、本実施形態では、上記のように、触媒３１ｂを、粒状に形成する。また、触媒筒３１に、粒状の触媒３１ｂを充填する。これにより、粉末状の触媒３１ｂが触媒筒３１に充填されている場合に比べて、触媒３１ｂが密に充填されることを抑制することができる。その結果、触媒３１ｂに起因して圧力損失が増加することを抑制するができる。
【００３８】
また、本実施形態では、上記のように、粒状の触媒３１ｂを、０．３ｍｍ以上４ｍｍ以下の粒径を有するように構成する。これにより、触媒３１ｂが密に充填されることをより確実に抑制することができる。その結果、触媒３１ｂに起因して圧力損失が増加することをより確実に抑制するができる。
【００３９】
また、本実施形態では、上記のように、ガス検知部４０を、電気化学式のガス検知部を含むように構成する。これにより、電気化学式のガス検知部４０により、硫化カルボニル分解部３０により硫化カルボニルが加水分解されることにより発生した被検知ガスＧ中の成分を好適に検知することができる。
【００４０】
［実施例］
次に、図２〜図５を参照して、本発明の効果を確認するために行った確認実験（実施例１〜４、比較例１および２）について説明する。
【００４１】
（実施例１、比較例１および２）
図２に示すように、この確認実験では、触媒としてアロフェンを用いた硫化カルボニル検知装置（実施例１）と、触媒としてゼオライトを用いた硫化カルボニル検知装置（比較例１）と、触媒を用いない硫化カルボニル検知装置（比較例２）とにより、１０ｐｐｍの硫化カルボニルを含む被検知ガスＧの検知を行い、指示値（検知量に応じたガス検知部の出力値に対応する値）を得た。
【００４２】
実施例１の硫化カルボニル検知装置として、図１に示す硫化カルボニル検知装置１００を用いた。実施例１の硫化カルボニル検知装置では、筒本体３１ａとして、外筒と内筒とを有する管を用いた。外筒としては、内径が９ｍｍであるアルミナ管を用い、内筒としては、内径が６ｍｍである石英管を用いた。また、触媒３１ｂのアロフェンとして、粒径が０．３ｍｍ以上４ｍｍ以下で、充填密度が４８０ｋｇ／ｍ3である品川ゼネラル株式会社のセカードＫＷ（商品名）を用いた。また、触媒であるアロフェンの量を、０．２５ｇとした。また、ガス検知部４０として、定電位電解式のガス検知部を含む、新コスモス電機株式会社のＰＳ−７（型番）を用いた。
【００４３】
また、比較例１の硫化カルボニル検知装置として、図１に示す硫化カルボニル検知装置１００と同様の装置を用いた。比較例１の硫化カルボニル検知装置では、筒本体として、外筒と内筒とを有する管を用いた。外筒としては、アルミナ管を用い、内筒としては、石英管を用いた。また、触媒として、結晶性のアルミノケイ酸塩であるゼオライトを用いた。また、触媒であるゼオライトの量を、０．２５ｇとした。また、ガス検知部として、定電位電解式のガス検知部を含む、新コスモス電機株式会社のＰＳ−７（型番）を用いた。
【００４４】
また、比較例２の硫化カルボニル検知装置として、新コスモス電機株式会社のＰＳ−７ＣＤ（型番）を用いた。比較例２の硫化カルボニル検知装置では、分解用触媒を用いずに、反応炉により加熱した石英管の中に被検知ガスＧを通過させて、定電位電解式のガス検知部により検知させた。
【００４５】
図２に示すグラフでは、縦軸が、正規化されたガス検知部の指示値を示し、横軸が反応炉の温度を示している。実施例１の硫化カルボニル検知装置では、１５０℃以上８７２℃以下の温度範囲において、１０ｐｐｍの硫化カルボニルを含む被検知ガスＧを流し、ガス検知部の指示値を得た。また、比較例１の硫化カルボニル検知装置では、６０℃以上１４０℃以下の温度範囲において、１０ｐｐｍの硫化カルボニルを含む被検知ガスＧを流し、ガス検知部の指示値を得た。また、比較例２の硫化カルボニル検知装置では、１０００℃において、１０ｐｐｍの硫化カルボニルを含む被検知ガスＧを流し、ガス検知部の指示値を得た。
【００４６】
図２に示すグラフから分かるように、実施例１の硫化カルボニル検知装置では、１５０℃以上８７２℃以下の温度範囲において、反応炉の温度が増加するにつれて、ガス検知部の指示値が増加する傾向を示した。これは、反応炉の温度が増加するにつれて、触媒であるアロフェンにより加水分解される硫化カルボニルの量が増加したためであると考えられる。すなわち、硫化カルボニルの加水分解により発生した硫化水素の量が増加したため、硫化水素に感度を有するガス検知部の指示値が増加したと考えられる。このことから、アロフェンは、硫化カルボニルの高温分解に適した触媒であると考えられる。
【００４７】
また、比較例１の硫化カルボニル検知装置では、６０℃〜１４０℃の温度範囲において、１００℃付近までガス検知部の指示値が増加する傾向を示す一方、１００℃付近からガス検知部の指示値が減少する傾向を示した。これは、１００℃付近から、触媒であるゼオライトにより加水分解される硫化カルボニルの量が減少したためであると考えられる。すなわち、１００℃付近から、硫化カルボニルの加水分解により発生した硫化水素の量が減少したため、硫化水素に感度を有するガス検知部の指示値が減少したと考えられる。このことから、ゼオライトは、硫化カルボニルの高温分解には適していないと考えられる。
【００４８】
また、実施例１の硫化カルボニル検知装置のガス検知部の指示値は、反応炉の温度が約１８０℃以上において、触媒を用いていない比較例２の硫化カルボニル検知装置の指示値よりも大きくなった。このことから、実用上、反応炉の加熱温度は、１８０℃以上であることが好ましいと考えられる。
【００４９】
また、実施例１の硫化カルボニル検知装置のガス検知部の指示値は、反応炉の温度が約２００℃以上において、触媒としてゼオライトを用いた比較例１の硫化カルボニル検知装置の指示値よりも大きくなった。このことから、反応炉の加熱温度は、２００℃以上であることがより好ましいと考えられる。また、実施例１の硫化カルボニル検知装置のガス検知部の指示値は、反応炉の温度が約２６０℃以上において、触媒としてゼオライトを用いた比較例１の硫化カルボニル検知装置の指示値の約３倍以上となった。このことから、反応炉の加熱温度は、２６０℃以上であることがより好ましいと考えられる。
【００５０】
また、実施例１の硫化カルボニル検知装置のガス検知部の指示値は、１５０℃以上８７２℃以下の温度範囲において、反応炉の温度が８７２℃である場合、最大値を示した。アロフェンが９００℃以上で結晶性のムライトへ転移することも考慮すると、反応炉の加熱温度は、８７２℃以下であることが好ましいと考えられる。
【００５１】
（実施例２）
図３に示すように、実施例２では、触媒としてアロフェンを用いた硫化カルボニル検知装置を用いて、干渉ガスの影響を調べた。干渉ガスとしては、１３７ｐｐｍのエタノールを含む被検知ガスＧと、１０８ｐｐｍのＨＦＥ７２００を含む被検知ガスＧと、１１３ｐｐｍのＨＴ１３５を含む被検知ガスＧと、１１２ｐｐｍのＦＣ４３を含む被検知ガスＧとを用いた。硫化カルボニルは、半導体製造のドライエッチングガスとして、エタノールは、半導体製造の洗浄剤として、ＨＦＥ７２００と、ＨＴ１３５と、ＦＣ４３とは、半導体製造装置のチラーのフッ素系不活性冷媒として用いられる成分である。すなわち、実施例２では、半導体製造工程の雰囲気中の硫化カルボニルの検知用に、硫化カルボニル検知装置が用いられる場合を想定して、干渉ガスの影響を調べた。
【００５２】
また、実施例２の硫化カルボニル検知装置として、実施例１の硫化カルボニル検知装置と同様の装置を用いた。
【００５３】
図３に示すグラフでは、縦軸が、正規化されたガス検知部の指示値を示し、横軸が反応炉の温度を示している。ガス検知部の指示値は、新コスモス電機株式会社のＰＳ−７の指示値である。実施例２では、１５０℃以上７００℃以下の温度範囲において、１０ｐｐｍの硫化カルボニルを含む被検知ガスＧを流し、ガス検知部の指示値を得た。また、１６０℃以上７００℃以下の温度範囲において、１３７ｐｐｍのエタノールを含む被検知ガスＧ、１０８ｐｐｍのＨＦＥ７２００を含む被検知ガスＧ、１１３ｐｐｍのＨＴ１３５を含む被検知ガスＧ、または、１１２ｐｐｍのＦＣ４３を含む被検知ガスＧを流し、ガス検知部の指示値を得た。
【００５４】
図３に示すグラフから分かるように、実施例２では、エタノールと、ＨＦＥ７２００と、ＨＴ１３５とは、１６０℃以上７００℃以下の温度範囲において、反応炉の温度が増加するにつれて、ガス検知部の指示値が増加する傾向を示した。一方、実施例２では、ＦＣ４３は、１６０℃以上７００℃以下の温度範囲において、４００℃付近までガス検知部の指示値が増加する傾向を示す一方、４２０℃付近からガス検知部の指示値が減少する傾向を示した。より具体的には、ＦＣ４３は、５００℃付近において、ガス検知部の指示値がゼロを示した後、負の値を示すようになった。このことから、ＦＣ４３を含む被検知ガスＧの硫化カルボニルを検知する場合、反応炉の加熱温度は、５００℃以下であることが好ましいと考えられる。また、実用上の観点からは、反応炉の加熱温度は、４７０℃以下であることがより好ましいと考えられる。なお、ＦＣ４３を含まない被検知ガスＧの硫化カルボニルを検知する場合には、反応炉の加熱温度は、４３０℃よりも大きくてもよいと考えられる。
【００５５】
（実施例３）
図４に示すように、この実施例３では、触媒としてアロフェンを用いた硫化カルボニル検知装置を用いて、ＨＴ１３５によるアロフェンの触媒性能の劣化を調べた。ＨＴ１３５は、半導体製造のエッチングガスに用いられるフッ素系成分である。すなわち、実施例３では、半導体製造工程の雰囲気中の硫化カルボニルの検知用に、硫化カルボニル検知装置が用いられる場合を想定して、フッ素系成分であるＨＴ１３５によるアロフェンの触媒性能の劣化を調べた。
【００５６】
また、実施例３では、硫化カルボニル検知装置として、実施例１の硫化カルボニル検知装置と同様の装置を用いた。
【００５７】
図４に示すグラフでは、縦軸が、正規化されたガス検知部の指示値を示し、横軸が時間を示している。ガス検知部の指示値は、新コスモス電機株式会社のＰＳ−７の指示値である。実施例３では、硫化カルボニル検知装置に、約７．６ｐｐｍのＨＴ１３５を含むガスを流して、触媒であるアロフェンをＨＴ１３５に暴露した。また、暴露前、暴露６日後、暴露１４日後、および、暴露２１日後に、１０ｐｐｍの硫化カルボニルを含む被検知ガスＧを流し、ＨＴ１３５によるアロフェンの触媒性能の劣化を調べた。反応炉の加熱温度は、３８５℃以上３９５℃以下の温度範囲になるようにした。
【００５８】
実施例３においては、図４に示すグラフから分かるように、暴露前、暴露６日後、暴露１４日後、および、暴露２１日後のいずれにおいても、同様のグラフが得られた。これは、ＨＴ１３５に暴露されても、触媒であるアロフェンが劣化しないかまたはアロフェンの劣化が非常に小さかったためであると考えられる。このことから、触媒であるアロフェンは、フッ素系成分であるＨＴ１３５による被毒に強い触媒であることが判明した。
【００５９】
（実施例４）
図５に示すように、この実施例４では、触媒としてアロフェンを用いた硫化カルボニル検知装置を用いて、ＨＴ７０によるアロフェンの触媒性能の劣化を調べた。ＨＴ７０は、半導体製造装置のチラーの不活性冷媒として用いられるフッ素系成分である。すなわち、実施例４では、半導体製造工程の雰囲気中の硫化カルボニルの検知用に、硫化カルボニル検知装置が用いられる場合を想定して、フッ素系成分であるＨＴ７０によるアロフェンの触媒性能の劣化を調べた。
【００６０】
また、実施例４では、硫化カルボニル検知装置として、実施例１の硫化カルボニル検知装置と同様の装置を用いた。
【００６１】
図５に示すグラフでは、縦軸が、正規化されたガス検知部の指示値を示し、横軸が時間を示している。ガス検知部の指示値は、新コスモス電機株式会社のＰＳ−７の指示値である。実施例４では、硫化カルボニル検知装置に、約１ｖｏｌ％のＨＴ７０を含むガスを１５分間流して、触媒であるアロフェンをＨＴ７０に暴露した。なお、約１ｖｏｌ％のＨＴ７０は、通常の半導体製造工程では考えられない程の高濃度のＨＴ７０である。すなわち、実施例４では、高濃度のＨＴ７０により加速試験を行った。また、暴露前、１５分暴露後３０分後、および、１５分暴露後６０分後に、１０ｐｐｍの硫化カルボニルを含む被検知ガスＧを流し、ＨＴ７０によるアロフェンの触媒性能の劣化を調べた。反応炉の加熱温度は、５００℃である。
【００６２】
実施例４においては、図５に示すグラフから分かるように、暴露前に比べて、１５分暴露後３０分後、および、１５分暴露後６０分後には、ガス検知部の指示値が約８割に低下した。これは、高濃度のＨＴ７０の暴露により、触媒であるアロフェンがやや劣化したためであると考えられる。しかしながら、通常の半導体製造工程では考えられない程の高濃度のＨＴ７０に暴露されても、ガス検知部の指示値が約８割にしか低下しなかったことを考慮すると、触媒であるアロフェンは、フッ素系成分であるＨＴ７０による被毒に強い触媒であると考えられる。
【００６３】
[変形例]
なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【００６４】
たとえば、上記実施形態では、硫化カルボニル検知装置が、流量制御部と、ポンプとを備えている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、硫化カルボニル分解部と、ガス検知部とを備えていれば、硫化カルボニル検知装置が、流量制御部と、ポンプとを必ずしも備えていなくてもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、触媒が、粒状に形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、触媒としての機能を果たし得れば、触媒が、たとえば、粉末状、シート状、タブレット状などに形成されていてもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、ガス検知部が、電気化学式のガス検知部を含んでいる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、硫化カルボニルが加水分解されることにより発生した成分を検知可能であれば、ガス検知部が、たとえば、光学式のガス検知部（センサ）、半導体式のガス検知部（センサ）を含んでいてもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、本発明の触媒部が、筒状に形成された触媒筒である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、触媒を配置可能であれば、触媒部の形状は特に限られず、触媒部が、筒状形状以外の形状を有していてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
３０  硫化カルボニル分解部
３１  触媒筒（触媒部）
３１ｂ  触媒
３２  反応炉
４０  ガス検知部
１００  硫化カルボニル検知装置
Ｇ  被検知ガス
【図１】
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【図２】
2020180015.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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