(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＦＣ類ガスと、ＰＦＣ類ガスの赤外吸収波長に干渉する干渉ガスとを含む混合ガス中の前記ＰＦＣ類ガスの濃度を、赤外分光器を用いて測定するガス分析方法において、
ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、ＮＦ３、Ｃ３Ｆ８、ｃ−Ｃ４Ｆ８，ＳＦ６のうち、少なくとも１種類を含むＰＦＣ類ガスとは反応せず、ＣＯ、ＣＯＦ２、ＳｉＦ４、ＣＦ３ＯＦのうち、少なくとも1種類を含む干渉ガスとは反応する、遷移金属または遷移金属の酸化物の単体または担体に担持させた処理剤であって、かつ、２００℃以下の温度に加熱し、この処理剤に、前記混合ガスを接触させて、前記混合ガスから前記干渉ガスを除去するステップと、
前記干渉ガスが除去された前記混合ガスを、前記ＰＦＣ類ガスの赤外吸収波長の任意の定量ピーク９００〜３０５０ｃｍ−１を選択した前記赤外分光器に流通させて、前記混合ガス中の前記ＰＦＣ類ガスの濃度を分析するステップとを含むことを特徴とするガス分析方法。
【請求項２】
前記ＰＦＣ類ガスの濃度を分析するステップにおいて、
前記ＰＦＣ類ガスがCＦ４であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣＯが共存しない場合には、前記定量ピークは、１２８５ｃｍ−１又は２１８５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがCＦ４であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣＯが共存する場合には、前記定量ピークは、１２８５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがC２Ｆ６であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存しない場合には、前記定量ピークは、１２５０ｃｍ−１又は１１１５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがC２Ｆ６であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存する場合には、前記定量ピークは、１１１５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがCＨＦ３であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存しない場合には、前記定量ピークは、１１５０ｃｍ−１又は３０５０ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがCＨＦ３であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存する場合には、前記定量ピークは、３０５０ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがＮＦ３であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＳＦ６が共存しない場合には、前記定量ピークは、９００ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがＮＦ３であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存しない場合には、前記定量ピークは、１０３５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがＳＦ６である場合には、前記定量ピークは、９５０ｃｍ−１を選択することを特徴とする請求項１に記載のガス分析方法。
【請求項３】
前記干渉ガスを除去するステップにおいて、前記処理剤の充填された反応部に、乾燥用ガスを流通した後に、前記処理剤に前記混合ガスを接触させることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス分析方法。
【請求項４】
前記乾燥用ガスとして、乾燥Ｎ2を用いることを特徴とする請求項３に記載のガス分析方法。
【請求項５】
前記処理剤は、酸化銅及び酸化マンガンを主成分とするものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のガス分析方法。
【請求項６】
前記処理剤は、粒状であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のガス分析方法。
【請求項７】
ＰＦＣ類ガスと、ＰＦＣ類ガスの赤外吸収波長に干渉する干渉ガスとを含む混合ガス中の前記ＰＦＣ類ガスの濃度を分析するガス分析装置において、
ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、ＮＦ３、Ｃ３Ｆ８、ｃ−Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６のうち、少なくとも１種類を含むＰＦＣ類ガスとは反応せず、ＣＯ、ＣＯＦ２、ＳｉＦ４、ＣＦ３ＯＦのうち、少なくとも1種類を含む干渉ガスとは反応する、遷移金属または遷移金属の酸化物の単体または担体に担持させた処理剤を充填するとともに、その処理剤を加熱するための加熱手段を備え、その処理剤を２００℃以下の温度に加熱する反応部と、
前記反応部を通過した前記混合ガスを、前記ＰＦＣ類ガスの赤外吸収波長の任意の定量ピーク９００〜３０５０ｃｍ−１を選択した赤外分光器に流通させて、前記混合ガス中の前記ＰＦＣ類ガスの濃度を分析する赤外分光器と、
を備えたことを特徴とするガス分析装置。
【請求項８】
前記赤外分光器は、前記ＰＦＣ類ガスの濃度を分析する際、
前記ＰＦＣ類ガスがCＦ４であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣＯが共存しない場合には、前記定量ピークは、１２８５ｃｍ−１又は２１８５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがCＦ４であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣＯが共存する場合には、前記定量ピークは、１２８５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがC２Ｆ６であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存しない場合には、前記定量ピークは、１２５０ｃｍ−１又は１１１５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがC２Ｆ６であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存する場合には、前記定量ピークは、１１１５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがCＨＦ３であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存しない場合には、前記定量ピークは、１１５０ｃｍ−１又は３０５０ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがCＨＦ３であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存する場合には、前記定量ピークは、３０５０ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがＮＦ３であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＳＦ６が共存しない場合には、前記定量ピークは、９００ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがＮＦ３であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存しない場合には、前記定量ピークは、１０３５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがＳＦ６である場合には、前記定量ピークは、９５０ｃｍ−１を選択することを特徴とする請求項７に記載のガス分析方法。
【請求項９】
前記反応部は、内部に乾燥ガスを流通する乾燥手段を備えたことを特徴とする請求項７又は８に記載のガス分析装置。
【請求項１０】
前記乾燥ガスは、乾燥Ｎ２であることを特徴とする請求項９に記載のガス分析装置。
【請求項１１】
前記処理剤は、酸化銅及び酸化マンガンを主成分とすることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載のガス分析装置。
【請求項１２】
前記処理剤は、粒状であることを特徴とする請求項７から１１のいずれかに記載のガス分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、ＰＦＣ類ガスの濃度を測定・分析する方法及び装置に関するものである。さらに具体的には、半導体製造におけるＣＶＤ装置やエッチング装置から排出される排ガスなど、ＰＦＣ類ガスの赤外吸収波長に干渉する干渉ガスとＰＦＣ類ガスとを含む混合ガス中のＰＦＣ類ガスの濃度を測定・分析するガス分析方法及びガス分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フッ素系ガス及びＰＦＣ類ガスを含む混合ガス中の各成分の濃度をガス分析器によって測定する技術に関しては、広く知られたものとして、「Equipment Environmental Characterization Guidelines, Rev. 3.0; Jerry Meyers, Intel Corp.」に開示されたものがある。このガイドラインの中で述べられているのは、ＣＶＤ装置、ドライエッチング装置等の半導体製造装置からの排ガスの成分を、ＦＴＩＲ（Fourier Transform Infrared Spectrometry）、ＱＭＳ（Quadrupole Mass Spectrometry）等を用いて分析する手法についてである。ＣＶＤ装置、ドライエッチング装置等の半導体製造装置からの排ガスのほとんどは、フッ素系ガス及びＰＦＣ類ガスを含む混合ガスであり、本発明において分析対象としている混合ガスは、このような混合ガスである。
【０００３】
なお、本明細書において、「ＰＦＣ類ガス」とは「ＰＦＣ及びそれに類するガス」を意味するものとする。また、ＰＦＣは、ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ  ｇａｓｅｓの略である。ＰＦＣ類ガスの具体的な例としては、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、ＮＦ３、Ｃ２Ｆ４、Ｃ３Ｆ８、ｃ−Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６、ｃ−Ｃ５Ｆ８がある。「ｃ−」は環状を意味する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このＰＦＣ類ガスは一般に地球温暖化係数が非常に大きく、近年、地球温暖化防止のため、ＰＦＣ類ガスの排出を厳しく規制することが国際的に同意されている。従って、今後、半導体工場等からのＰＦＣ類ガスの排出量を正確に測定することが必要であり、このため、排ガス中のＰＦＣ類ガスの濃度をより高精度で測定できる技術の必要性は大きいと考えられる。
【０００５】
図２は、エッチング装置からの排ガス成分の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
ＰＦＣ類ガスの分析について、前記ガイドラインにおいては、濃度を求める成分を、排ガス中に含まれる全ての成分としており、そのためには通常排ガスの全部をガス分析器（ＦＴＩＲ、ＱＭＳ）に導入しなければならない。
【０００６】
ところで、図２に示すように、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＣＨＦ３などのＰＦＣ類ガスは、１０００〜１５００ｃｍ−１の狭い波数域に、赤外吸収のメインピーク及びそれに準じるサブピークを持っている。
【０００７】
一方、ＣＯＦ２、ＳｉＦ４の反応性のフッ素系ガス及びＣ２Ｆ４等の干渉ガスは、ＰＦＣ類のメインピーク及びサブピークと同じ波数域に、メインピーク及びサブピークを持つ。
例えば、干渉ガスＣＯＦ２のメインピークは、ＰＦＣ類ガスＣ２Ｆ６のメインピーク１２５０ｃｍ−１及びＣＦ４のメインピーク１２４０ｃｍ−１〜１２７０ｃｍ−１に重なり、また干渉ガスＳｉＦ４のメインピークは、ＰＦＣ類ガスＮＦ３のサブピーク１０３０ｃｍ−１に重なる。
【０００８】
このため、これらの干渉ガスとＰＦＣ類ガスが混合ガス中に共存する場合、お互いに定量ピークの選択や、高精度の定量分析を困難にしていた。
【０００９】
従って、この発明は、このような問題を解決し、干渉ガスによる赤外吸収波長に対する干渉を抑え、混合ガス中のＰＦＣ類ガス濃度の測定・分析を高精度に行うことができる方法及び装置を提案するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明のガス分析方法は、ＰＦＣ類ガスと、ＰＦＣ類ガスの赤外吸収波長に干渉する干渉ガスとを含む混合ガス中の前記ＰＦＣ類ガスの濃度を、赤外分光器を用いて測定するガス分析方法において、
ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、ＮＦ３、Ｃ３Ｆ８、ｃ−Ｃ４Ｆ８，ＳＦ６のうち、少なくとも１種類を含むＰＦＣ類ガスとは反応せず、ＣＯ、ＣＯＦ２、ＳｉＦ４、ＣＦ３ＯＦのうち、少なくとも1種類を含む干渉ガスとは反応する、遷移金属または遷移金属の酸化物の単体または担体に担持させた処理剤であって、かつ、２００℃以下の温度に加熱し、この処理剤に、前記混合ガスを接触させて、前記混合ガスから前記干渉ガスを除去するステップと、
前記干渉ガスが除去された前記混合ガスを、前記ＰＦＣ類ガスの赤外吸収波長の任意の定量ピーク９００〜３０５０ｃｍ−１を選択した前記赤外分光器に流通させて、前記混合ガス中の前記ＰＦＣ類ガスの濃度を分析するステップとを含むものである。
あるいは、この発明のガス分析方法は、前記ＰＦＣ類ガスの濃度を分析するステップにおいて、
前記ＰＦＣ類ガスがCＦ４であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣＯが共存しない場合には、前記定量ピークは、１２８５ｃｍ−１又は２１８５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがCＦ４であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣＯが共存する場合には、前記定量ピークは、１２８５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがC２Ｆ６であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存しない場合には、前記定量ピークは、１２５０ｃｍ−１又は１１１５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがC２Ｆ６であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存する場合には、前記定量ピークは、１１１５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがCＨＦ３であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存しない場合には、前記定量ピークは、１１５０ｃｍ−１又は３０５０ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがCＨＦ３であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存する場合には、前記定量ピークは、３０５０ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがＮＦ３であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＳＦ６が共存しない場合には、前記定量ピークは、９００ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがＮＦ３であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存しない場合には、前記定量ピークは、１０３５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがＳＦ６である場合には、前記定量ピークは、９５０ｃｍ−１を選択するものである。
【００１１】
また、この発明のガス分析方法は、前記干渉ガスを除去するステップにおいて、前記処理剤の充填された反応部に、乾燥用ガスを流通した後に、前記処理剤に前記混合ガスを接触させるものである。
【００１２】
また、この発明のガス分析方法は、前記乾燥用ガスとして、乾燥Ｎ2を用いるものである。
【００１８】
次に、この発明のガス分析装置は、ＰＦＣ類ガスと、ＰＦＣ類ガスの赤外吸収波長に干渉する干渉ガスとを含む混合ガス中の前記ＰＦＣ類ガスの濃度を分析するガス分析装置において、
ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、ＮＦ３、Ｃ３Ｆ８、ｃ−Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６のうち、少なくとも１種類を含むＰＦＣ類ガスとは反応せず、ＣＯ、ＣＯＦ２、ＳｉＦ４、ＣＦ３ＯＦのうち、少なくとも1種類を含む干渉ガスとは反応する、遷移金属または遷移金属の酸化物の単体または担体に担持させた処理剤を充填するとともに、その処理剤を加熱するための加熱手段を備え、その処理剤を２００℃以下の温度に加熱する反応部と、
前記反応部を通過した前記混合ガスを、前記ＰＦＣ類ガスの赤外吸収波長の任意の定量ピーク９００〜３０５０ｃｍ−１を選択した赤外分光器に流通させて、前記混合ガス中の前記ＰＦＣ類ガスの濃度を分析する赤外分光器と、
を備えたものである。
あるいは、この発明のガス分析装置は、前記赤外分光器は、前記ＰＦＣ類ガスの濃度を分析する際、
前記ＰＦＣ類ガスがCＦ４であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣＯが共存しない場合には、前記定量ピークは、１２８５ｃｍ−１又は２１８５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがCＦ４であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣＯが共存する場合には、前記定量ピークは、１２８５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがC２Ｆ６であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存しない場合には、前記定量ピークは、１２５０ｃｍ−１又は１１１５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがC２Ｆ６であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存する場合には、前記定量ピークは、１１１５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがCＨＦ３であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存しない場合には、前記定量ピークは、１１５０ｃｍ−１又は３０５０ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがCＨＦ３であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存する場合には、前記定量ピークは、３０５０ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがＮＦ３であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＳＦ６が共存しない場合には、前記定量ピークは、９００ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがＮＦ３であって、前記赤外線分光器に流通される混合ガス中にＣ３Ｆ８が共存しない場合には、前記定量ピークは、１０３５ｃｍ−１を選択し、
前記ＰＦＣ類ガスがＳＦ６である場合には、前記定量ピークは、９５０ｃｍ−１を選択するものである。
【００１９】
また、この発明のガス分析装置は、前記反応部は、内部に乾燥ガスを流通する乾燥手段を備えたものである。
【００２０】
また、この発明のガス分析装置は、前記乾燥ガスは、乾燥Ｎ２であるものである。
【００２４】
また、この発明のガス分析方法あるいはガス分析装置において用いられる前記処理剤は、酸化銅及び酸化マンガンを主成分とするものである。
【００２５】
また、この発明のガス分析方法あるいはガス分析装置において用いられる前記処理剤は、粒状であるものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００２７】
実施の形態．
図１は、この発明の実施の形態におけるガス分析装置の概略構成を示す図である。
図１において、１００は、この発明の実施の形態におけるガス分析装置を示す。
【００２８】
２は、反応筒を示す。この反応筒２は、下部にガス入口１２、上部にガス出口１４を有する。４は、処理剤を示す。処理剤は、反応筒２の内部に充填されている。また、６は、ヒーターを示す。ヒーター６は、反応筒２の周囲に配置された加熱手段であり、反応筒２内部の処理剤４を２００℃程度に加熱できる。
【００２９】
８は、赤外分光器である。赤外分光器８は、内部に流通するガスの濃度を分析するための赤外分光器である。赤外分光器８の混合ガスの流路にはガスセルが設けられている。ガスセルは、円筒の形状を有し、両端に赤外光の透過窓が設けられている。赤外分光器８は、ガスセル内に、混合ガスを流入させ、このガスセル内を透過する赤外光の減光量を測定することにより混合ガスの濃度成分を測定する。この実施の形態では、混合ガスをメインピークで分析することを考慮して高濃度域の分析が可能なように、１ｃｍのガスセルを用いる。
【００３０】
１０は、配管である。配管１０は、反応筒２のガス入口１２に接続され、反応筒２に混合ガスを流入させ、また、反応筒２のガス出口１４に接続され反応筒２内部の混合ガスを流出させる。さらに、配管１０は、ガス出口１４と赤外分光器８を繋ぎ、ガスを反応筒２から、赤外分光器８に送る。
【００３１】
このように構成されたガス分析装置１００により分析されるガスは、ＰＦＣ類ガスと、このＰＦＣ類ガスの赤外吸収波長に干渉する成分である干渉ガスとを含む混合ガスである。ＰＦＣ類ガスとしては、例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、ＮＦ３、Ｃ３Ｆ８、ｃ−Ｃ４Ｆ８，ＳＦ６を含むものがある。また、干渉ガスは、８００〜２３００ｃｍ−１に赤外線吸収ピークを有するガス、例えば、ＣＯ、ＣＯＦ２、ＳｉＦ４、ＣＦ３ＯＦを含むものが考えられる。
【００３２】
反応筒２においては、内部に充填された処理剤４により、混合ガス中に含まれる干渉ガスを除去することができる。ここで使用される処理剤４は、前記ＰＦＣ類ガスとは反応しないが、干渉ガスとは反応するものである。処理剤４として、ここでは、酸化銅及び酸化マンガンを主成分とする触媒等の、遷移金属または遷移金属の酸化物の単体または担体に担持させたものを用いる。また、処理剤４は、混合ガスが反応筒２内を大きな抵抗なく流れ、かつ、混合ガス中に含まれる干渉ガスが効率よく除去されるように、直径１〜５ｍｍ程度の粒状で、表面に無数の細孔を持つ。
【００３３】
また、処理剤４は、反応筒２の周囲に配置されたヒーター６により、２００℃以下の温度に加熱される。処理剤４は、吸湿性があるため、常温においては、吸湿した状態になる。しかし、処理剤４が吸湿した状態では、水分が触媒毒になり、処理剤４による干渉ガスの除去効率が低下する。従って、処理剤４を、２００℃以下の温度に加熱することにより、吸湿水分の影響を避け、除去効率の低下を防止している。
【００３４】
反応筒２は、内部に充填された処理剤４により、干渉ガスを除去するための反応部である。分析対象である混合ガスは、フッ素系ガス（Ｆ２、ＣＯＦ２、ＳｉＦ４、ＣＦ３ＯＦ等）等のハロゲン系ガスを多く含む。従って、反応筒２の材質は、Ｎｉ、Ｔｉ、硬質ガラス、テトラフルオロエチレンＣ2Ｆ４の重合体等の、特にハロゲン系ガスに対して安定な材質である。また、反応筒２の寸法は、分析ガスの流量に依存するが、ここでは、空筒速度が１０ｃｍ／秒以下となるように、断面積を設計する。なお、空筒速度とは、反応筒２内部に処理剤４が充填されていない状態でのガスの流速をいう。
【００３５】
次に、この分析装置を用いた混合ガスの分析方法について説明する。
まず、混合ガスから、ＰＦＣ類ガスの赤外吸収波長に干渉するフッ素系ガスやＣＯ等の干渉ガスを除去するステップを行う。
このステップでは、反応筒２内の処理剤４を、２００℃以下の温度になるようにヒーター６により加熱する。この状態で、混合ガスは、配管１０から、反応筒２のガス入口１２を介して、反応筒２に流入する。混合ガスは、反応筒２の内部に充填された処理剤４に接触する。この接触の際、混合ガスに含まれる干渉ガスが除去される。このとき、ヒーター６により、２００℃以下の温度を保つように処理剤４を加熱しているため、吸湿による除去効率の低下は抑えられており、効率よく干渉ガスを除去することができる。
【００３６】
干渉ガスが除去された混合ガスを、ガス出口１４から、排出し、配管１０を通して、赤外分光器８に流入する。ここで、混合ガス中のＰＦＣ類ガスの濃度を分析するステップを行う。このとき、赤外吸収波長に干渉する干渉ガスは反応筒２の処理剤４により既に除去されているため、干渉ガスによる干渉を受けることなく、高精度にＰＦＣ類ガスの分析を行うことができる。
【００３７】
次に、このＰＦＣ類ガスの分析に用いるピークについて説明する。
表１は、ＰＦＣ類ガスの定量ピークについて示す表である。ここで、定量ピークは、ＰＦＣ類ガス中の各成分の赤外吸収のピーク波数を示し、このピークにおいてＰＦＣ類ガスの濃度の分析を行う。
また、定量可能範囲は、１ｃｍガスセルを用いた場合の定量精度が相対標準偏差（ＲＳＤ）で１０％以内となる濃度範囲を示している。なお、ここで、定量精度とは、真の濃度と測定濃度の差の値のばらつき（標準偏差）をいう。
【表１】
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表１に示すように、ＰＦＣ類ガス中に、分析対象ガスと、Ｃ３Ｆ８あるいはＳＦ６とが共存する場合、分析を行うピーク選択に制限が生じる。この場合には、定量可能なピークの選択が必要である。
例えば、Ｃ２Ｆ６あるいはＣＨＦ３と、Ｃ３Ｆ８とが共存する場合には、Ｎｏ．３あるいはＮｏ．５備考に示すように、Ｎｏ．３あるいはＮｏ．５の定量ピークを選択することができない。この場合には、Ｃ２Ｆ６あるいはＣＨＦ３がＣ３Ｆ８と共存する場合でも分析可能なＮｏ．４あるいはＮｏ．６の定量ピークを選択する必要がある。
また、分析対象ガスが、Ｃ３Ｆ８及びＳＦ６とは共存しない場合、メインピークあるいはそれに順ずる大きなサブピークを他成分の干渉を受けない定量ピークとして採用でき、高精度の定量が可能と考えられる。
いずれの場合であっても、この実施の形態においては、ＰＦＣ類の赤外吸収波長に干渉する干渉ガスは前もって除去されているため、干渉ガスのピークを考慮する必要はなく、定量ピークの選択をすることができる。
【００３８】
また、Ｎｏ．１に示すＣＦ４の定量ピーク１２８５ｃｍ−１は、ＣＦ４のメインピークである１２８３−１ｃｍに近接している。この場合、１２８５ｃｍ−１での正確な分析を行うためには、少なくとも０．５ｃｍ−１以上の分解能が必要とされる。しかし、０．５ｃｍ−１の分解能がない場合であっても、Ｎｏ．２の定量ピーク２１８５ｃｍ−１を選択することができる。このピークは、干渉ガスであるＣＯのピークと重なるため、混合ガス中にＣＯが共存している場合には、正確な分析は行うことができない。しかし、この実施の形態においては、反応筒２の処理剤４により、ＣＯ等の干渉ガスを除去した後に分析を行うため、２１８５ｃｍ−１を定量ピークとして選択することができる。従って、このピークにおいては、０．５ｃｍ−１以上の分解能がない場合でも、正確に分析を行うことができる。
【００３９】
以上のように、この実施の形態においては、ＰＦＣ類ガスの濃度の分析に先立って、反応筒２に充填された処理剤４に混合ガスを接触させることにより、フッ素系ガスやＣＯ等の赤外吸収波長に干渉する干渉ガスを除去する。しかし、この処理剤４により、ＰＦＣ類ガスが除去されることはない。従って、これらの干渉ガスに干渉されることなく、ＰＦＣ類ガスの濃度を高精度に測ることができる。
【００４０】
なお、この実施の形態においては、反応筒２の材質は、特にハロゲン系ガスに対して安定な材質のものを用いたがこれに限られるものではない。また、空筒速度が１０ｃｍ／秒以下となるように反応筒２の断面積を設計した。これは、１０ｃｍ／秒より速い速度になると、干渉ガスが十分に除去されず、混合ガスと共に漏出してＰＦＣ類ガスの分析の精度を低下させる可能性があるためであるが、必ずしもこの断面積の範囲に限られるものではない。
また、反応部として、反応筒２を用いたが、筒状のものに限るものでもなく、他の形態を有するものであっても良い。
【００４１】
また、処理剤４として、酸化銅及び酸化マンガンを主成分とする触媒等の、遷移金属または遷移金属の酸化物の単体または担体に担持させたものを用いた。処理剤は、遷移金属または遷移金属の酸化物の単体または担体に担持させたものが望ましいが、干渉ガスを有効に除去できるものであれば、このような処理剤に限るものではない。
また、処理剤４は、ガス分析装置内の混合ガスの流れや干渉ガスの除去効率を考慮して、直径１〜５ｍｍ程度の粒状で、表面に無数の細孔を持つものを用いたが、必ずしもこれに限るものではない。
【００４２】
また、反応筒２の周りに、加熱手段として、ヒーター６を備え、処理剤４を加熱した。しかし、ヒーターに限るものではなく、他の加熱手段を用いても良い。また、この加熱は、処理剤の吸湿により、干渉ガスの除去効率が低下するのを防ぐために行うものである。従って、加熱手段に限るものでもなく、乾燥手段、例えば、反応部の内部に、乾燥Ｎ２などの乾燥ガスを流通させるものなどを用いて、反応部に混合ガスを流通する前に、反応部を乾燥状態にし、この乾燥状態において、干渉ガスの除去を行うものであっても良い。また、このように乾燥手段を有するものに限るものでもない。
【００４３】
この明細書において、混合ガスは、ＰＦＣ類の赤外吸収波長に干渉する成分である干渉ガスと、ＰＦＣ類ガスとを含むガスを意味する。例えば、ＣＶＤ装置や、ドライエッチング装置等の半導体製造装置からの排ガスはほとんどこの混合ガスに該当する。従って、このような排ガスについても、以上説明したような装置及び方法を用いてＰＦＣ類ガスの測定・分析を行うことができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明は、混合ガスの赤外分析において、赤外吸収波長に干渉する干渉ガスを取り除いた後にＰＦＣ類ガスの分析を行うことができる。従って、これらの干渉ガスに妨げられることなく、正確にＰＦＣ類ガスの濃度の測定・分析を行うことができる。
【００４５】
また、加熱手段や乾燥手段を有するものにおいては、処理剤が吸湿することによる干渉ガスの除去効率の低下を抑えて、干渉ガスの除去を効率よく行うことができ、正確なＰＦＣ類ガスの分析を行うことができる。
【００４６】
また、処理剤として遷移金属または遷移金属の酸化物の単体または担体に担持させたものを用いる場合、さらに有効に干渉ガスを効率よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、この発明の実施の形態におけるガス分析装置の概略構成を示す図である。
【図２】  図２は、エッチング装置からの排ガス成分の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【符号の説明】
２  反応部（反応筒）
４  処理剤
６  加熱手段（ヒーター）
８  赤外分光器
１０  配管
１２  ガス入口
１４  ガス出口
【図１】
0003678183.tif 000003
【図２】
0003678183.tif 000004