(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水酸化カルシウムを主成分とする処理剤を、二酸化炭素濃度１００ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの二酸化炭素含有窒素ガスに接触させて処理して得られたものであることを特徴とする反応性フッ素系ガスの除害処理剤。
【請求項２】
水酸化カルシウムを主成分とする処理剤を、二酸化炭素濃度１００ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの二酸化炭素含有窒素ガスに接触させて処理した後、該処理剤に、反応性フッ素系ガスを含有するガスを接触処理させることを特徴とする反応性フッ素系ガスの除害方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として半導体製造工程などで使用されるフッ化水素、フッ素、六フッ化タングステン、四フッ化珪素、及び三フッ化硼素等の反応性フッ素系ガスを排出するにあたって、この反応性フッ素系ガスを無害化する除害処理剤および除害方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体工業分野においては、ＣＶＤ、真空蒸着、スパッタリング等による半導体の製造工程で反応性フッ素系ガスが使用されている。また、ＰＦＣ（パーフルオロ化合物ガス）のような安定なフッ素化合物を使用する工程においても、プラズマによって反応性フッ素系ガスが副生される。
従来、この反応性フッ素系ガスを排出するにあたっては、この反応性フッ素系ガスを処理剤に接触させて吸収除去し無害化する除害処理が行われている。
この除害処理剤としては、水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)2）を主成分とするソーダライムが多く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この処理方法で使用されている除害処理剤では、その反応性フッ素系ガスの吸収処理能力が低いため、より処理能力の高い除害処理剤が望まれていた。
本発明は、上記した事情に鑑みなされたもので、反応性フッ素系ガスの除害処理能力に優れた反応性フッ素系ガスの除害処理剤および反応性フッ素系ガスの除害方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、水酸化カルシウムを主成分とする処理剤を、二酸化炭素濃度１００ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの二酸化炭素含有窒素ガスに接触させて処理して得られたものであることを特徴とする反応性フッ素系ガスの除害処理剤である。
【０００５】
請求項２にかかる発明は、水酸化カルシウムを主成分とする処理剤を、二酸化炭素濃度１００ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの二酸化炭素含有窒素ガスに接触させて処理した後、該処理剤に、反応性フッ素系ガスを含有するガスを接触処理させることを特徴とする反応性フッ素系ガスの除害方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の反応性フッ素系ガスの除害処理剤は、半導体製造工程などから排出されるガス中に含まれる反応性フッ素系ガスを無害化する除害処理剤であって、水酸化カルシウムを主成分とする処理剤（以下、水酸化カルシウム含有処理剤または処理剤ということがある）を、二酸化炭素濃度１００ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの二酸化炭素含有窒素ガスと接触させて処理して得られたものである。水酸化カルシウム含有処理剤としては、ソーダライムを含むものを用いることができる。
【０００９】
このとき、二酸化炭素（ＣＯ２）含有窒素ガス中のＣＯ２濃度を１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下とすることで、反応性フッ素系ガスの除害処理能力を高めることができる。
これは、水酸化カルシウム含有処理剤の一部がＣＯ２によって炭酸カルシウムとなることによって、その表面に体積膨張により微細な割れが起き、表面積が大きくなることによるものと推測される。
ＣＯ２濃度が上記範囲未満であると、除害処理能力を高める十分な効果が得られない。またＣＯ２濃度が上記範囲を越えると、水酸化カルシウム含有処理剤の炭酸カルシウム化が過剰となり、反応性フッ素系ガスの除害処理能力が低下する。
【００１０】
以下、本発明の反応性フッ素系ガスの除害処理剤を用いて反応性フッ素系ガスを除害する方法の一例について説明する。
図１に示すように、充填筒１に、水酸化カルシウム含有処理剤（例えばソーダライム）Ｍを充填する。
弁２及び弁３を開にし、弁１２及び１３を閉にして、二酸化炭素含有窒素ガスＮgを、管路４より弁２、管路５を介して充填筒１に導入し、管路６、弁３、管路７を介して導出する。これによって、充填筒１内の処理剤Ｍを二酸化炭素含有窒素ガスＮgに接触させ、除害処理剤Ｍ0を得る。
処理剤Ｍを二酸化炭素含有窒素ガスに接触させることによって、処理剤Ｍを覆っている水分含有成分を除去することができる。このため、処理剤Ｍ表面が露出した除害処理剤Ｍ0が得られる。
【００１１】
次いで、弁２、３を閉にし、二酸化炭素含有窒素ガスＮgの充填筒１への導入を停止する。次いで、弁１２、１３を開にして、半導体製造工程等の被処理ガス源１０から、反応性フッ素系ガスを含有する被処理ガスＦgを、管路８、弁１２、管路５を介して充填筒１に導入し、除害処理剤Ｍ0に接触させる。
除害処理剤Ｍ0は、上記二酸化炭素含有窒素ガス処理によって、水分含有成分が除去された状態となっているため、この水分含有成分に妨げられることなく、被処理ガスＦg中の反応性フッ素系ガスを効率よく吸収する。
このため、充填筒１を経た被処理ガスＦgは、反応性フッ素系ガスが除去されて無害化された状態で、管路６、９を通して放出ガスＦ0として導出される。
この除害処理を長時間行うことによって、除害処理剤Ｍ0は吸収能力が飽和に近づき、放出ガスＦ0中の反応性フッ素系ガス濃度が高くなり、許容値（例えば３ｐｐｍ）に達した場合には、除害処理剤Ｍ0を新たな処理剤に交換し、この処理剤に上記二酸化炭素含有窒素ガス処理を施した後、被処理ガスＦgの処理を行う。
【００１２】
＜参考例１＞
ソーダライムからなる処理剤Ｍを、直径４０ｍｍの充填筒１に高さ２０ｃｍとなるように充填した。
この充填筒１に、窒素Ｎｇを２４時間にわたって流量２０Ｌ／ｍｉｎで導入し、この窒素を処理剤Ｍに接触させて除害処理剤Ｍ0を得た。
図１に示す装置を用い、以下に示す被処理ガスＦgを充填筒１に空筒速度１０ｃｍ／ｓの条件で流した。
・フッ化水素（ＨＦ）：１.５容量％
・四フッ化珪素（ＳｉＦ４）：０.６容量％
・窒素ガス（Ｎ２）：９７.９容量％
管路９からの放出ガスＦ0中のフッ化水素（ＨＦ）濃度をガス検知器にて測定した結果、放出ガスＦ0のフッ化水素（ＨＦ）濃度が許容濃度（３ｐｐｍ）に達するまでの時間（破過時間）は４００時間であった。
【００１３】
＜参考例２＞
参考例１で用いたものと同様の処理剤Ｍを大気中に２４時間放置した後、直径４０ｍｍの充填筒１に高さ２０ｃｍとなるように充填した。
この充填筒１に、窒素を流量２０Ｌ／ｍｉｎで２４時間にわたって導入して除害処理剤Ｍ0を得た。
参考例１で用いたものと同じ組成の被処理ガスＦgを、参考例１と同じ空筒速度で充填筒１に流したところ、破過時間は５３０時間となった。
【００１４】
＜参考例３＞
参考例１で用いたものと同様の処理剤Ｍを、そのまま直径４０ｍｍの充填筒１に高さ２０ｃｍとなるように充填した。
この充填筒１に、乾燥空気を流量８Ｌ／ｍｉｎで２４時間にわたって導入して除害処理剤Ｍ0を得た。
参考例１で用いたものと同じ組成の被処理ガスＦgを、参考例１と同じ空筒速度で充填筒１に流したところ、破過時間は５３０時間となった。
【００１５】
＜実施例＞
参考例１で用いたものと同様の処理剤Ｍを、そのまま直径４０ｍｍの充填筒１に高さ２０ｃｍとなるように充填した。
この充填筒１に、二酸化炭素１００ｐｐｍを含む窒素ガスを、流量２０Ｌ／ｍｉｎで２４時間にわたって導入して除害処理剤Ｍ0を得た。
参考例１で用いたものと同じ組成の被処理ガスＦgを、参考例１と同じ空筒速度で充填筒１に流したところ、破過時間は５００時間となった。
【００１６】
＜比較例＞
参考例１で用いたものと同様の処理剤Ｍを、そのまま直径４０ｍｍφの充填筒１に高さ２０ｃｍに充填した。
処理剤Ｍを二酸化炭素含有窒素ガスＮgに接触させる処理を行わず、参考例１で用いたものと同じ組成の被処理ガスＦgを、参考例１と同じ空筒速度で充填筒１に流したところ、破過時間は１８０時間となった。
【００１７】
上記したように、二酸化炭素含有窒素ガス処理を行う実施例では、二酸化炭素含有窒素ガス処理を行わない比較例に比べ、除害処理剤Ｍ0の寿命が大幅に延びたことががわかった。
なお、本発明での処理対象となる反応性フッ素系ガスは、上記フッ化水素、四フッ化珪素に限定されるものでなく、フッ素、六フッ化タングステン、三フッ化硼素等の反応性のフッ素化合物であればいかなるものでも同様の除害処理効果を得ることができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の反応性フッ素系ガスの除害処理剤は、水酸化カルシウムを主成分とする処理剤を二酸化炭素濃度１００ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの二酸化炭素含有窒素ガスと接触させて処理して得られるものであるので、優れた除害能力を得ることができる。さらには、除害処理活用寿命を著しく延長させることが可能となり、運転コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の反応性フッ素系ガスの除害方法を実施可能な反応性フッ素系ガスの除害装置を示す系統図。
【符号の説明】
１…充填筒、１０…被処理ガス源、Ｍ…水酸化カルシウムを主成分とする処理剤、Ｍ0…除害処理剤、Ｎg…窒素含有ガス（窒素を含むガス）、Ｆg…反応性フッ素系ガスを含有する被処理ガス、Ｆ0…放出ガス
【図１】
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