(57)【要約】【課題】破過を確実に検知し得るガス処理装置を提供する。【解決手段】ガス処理装置１は、容器１０と、処理層１１ａと、サンプリングポート１５とを備える。容器１０は、処理室１１を有する。処理層１１ａは、処理室１１に配されている。処理層１１ａは、被処理ガスを処理する処理剤１４を含む。サンプリングポート１５は、ガス検知器に接続される。サンプリングポート１５の端部は、処理層１１ａの内部に位置している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室を有する容器と、
前記処理室に配されており、被処理ガスを処理する処理剤を含む処理層と、
ガス検知器に接続されるサンプリングポートと、
を備え、
前記サンプリングポートの端部は、前記処理層の内部に位置しているガス処理装置。
【請求項２】
前記容器は、前記処理室に接続された導入口及び排出口をさらに有し、
前記排出口は、平面視において前記容器の中央部に設けられており、
平面視において、前記サンプリングポートの端部が前記容器の中央部に位置している、請求項１に記載のガス処理装置。
【請求項３】
前記導入口が前記容器の一の方向における一方側端部に設けられている一方、前記排出口が前記容器の一の方向における他方側端部に設けられており、
前記サンプリングポートの端部が、前記処理層の一の方向における中央よりも前記排出口側に位置している、請求項２に記載のガス処理装置。
【請求項４】
前記処理層の前記一の方向における長さをＬ０とし、前記処理層の前記一の方向の他方側端から前記サンプリングポートの端部までの前記一の方向における距離をＬ１としたときに、０＜Ｌ１／Ｌ０≦１／３である、請求項３に記載のガス処理装置。
【請求項５】
処理室を有する容器と、前記処理室に配されており、被処理ガスを処理する処理剤を含む処理層とを備えるガス処理装置の前記処理室に被処理ガスを導入して処理するガスの処理方法であって、
前記処理層の内部に挿入されたサンプリングポートからサンプリングしたガスに含まれる、濃度を低減しようとする成分の濃度を測定しながら前記被処理ガスの処理を行うガスの処理方法。
【請求項６】
処理室を有する容器と、前記処理室に配されており、被処理ガスを処理する処理剤を含む処理層とを備えるガス処理装置の破過の検知方法であって、
前記処理層の内部に挿入されたサンプリングポートからサンプリングしたガスに含まれる、濃度を低減しようとする成分の濃度を測定することにより破過を検知するガス処理装置の破過検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス処理装置及びガス処理方法及びガス処理装置の破過検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排ガス処理装置の破過検知方法としては、処理装置の出口からの排出ガスをサンプリングし、ガス検知器で処理されるべき成分（いわゆる、有害成分）の濃度を測定する方法が一般的である。（特許文献１）
しかしながら、除害装置本体から排出されるガスの測定では破過後の検知になってしまう問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１４２２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体ウエハーのドライエッチングにおける排ガス処理を考えた場合、排ガス処理装置の破過を事前に予測する事が出来れば、計画的な半導体ウエハーの製造を行う事ができる。
【０００５】
本発明の主な課題は、破過を確実に検知し得るガス処理装置を提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るガス処理装置は、容器と、処理層と、サンプリングポートとを備える。容器は、処理室を有する。処理層は、処理室に配されている。処理層は、被処理ガスを処理する処理剤を含む。サンプリングポートは、ガス検知器に接続される。サンプリングポートの端部は、処理層の内部に位置している。
【０００７】
本発明に係るガスの処理方法は、処理室を有する容器と、処理室に配されており、被処理ガスを処理する処理剤を含む処理層とを備えるガス処理装置の処理室に被処理ガスを導入して処理するガスの処理方法である。本発明に係るガスの処理方法では、処理層の内部に挿入されたサンプリングポートからサンプリングしたガスに含まれる、濃度を低減しようとする成分の濃度を測定しながら被処理ガスの処理を行う。
【０００８】
本発明に係るガス処理装置の破過検知方法は、処理室を有する容器と、処理室に配されており、被処理ガスを処理する処理剤を含む処理層とを備えるガス処理装置の破過の検知方法である。本発明に係るガス処理装置の破過検知方法では、処理層の内部に挿入されたサンプリングポートからサンプリングしたガスに含まれる、濃度を低減しようとする成分の濃度を検知する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、破過を確実に検知し得るガス処理装置を提供する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実験例１のガス処理装置の外形の一態様を示す。
【図２】上面から見た、実験例１の、ガス検知器に連結されたサンプリングポートに接続するガス吸引管の吸引口の、ガス処理装置の出口部への設置図を示す。
【図３】上面から見た、実験例２の、ガス検知器に連結されたサンプリングポートに接続するガス吸引管の吸引口の、ガス処理装置の出口部への設置図を示す。
【図４】実験例１のガス処理装置の出口部の中央断面図の一態様を示す。
【図５】実験例２のガス処理装置の出口部の中央断面図を示す。
【図６】本発明の一実施形態に係るガス処理装置の略図的断面図である。
【図７】図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩ部分の略図的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図６に示されるガス処理装置１は、例えば、ドライエッチングの際に生じる排気ガス等を処理する装置である。具体的には、ガス処理装置１は、例えば、ドライエッチングの際に生じる排気ガスに含まれる有害物質の濃度を低減させる装置であってもよい。なお、ドライエッチングの際に生じる排気ガスは、例えば、塩素、塩化水素、塩化チタン、三塩化ホウ素、四塩化ケイ素等の塩素化合物や、四フッ化ケイ素、フッ化水素等のフッ素化合物、臭素、臭化水素、臭化ケイ素等の臭素化合物等を含んでいることがある。
【００１２】
ガス処理装置１は、容器１０を備えている。容器１０は、両端が閉鎖された筒状である。具体的には、容器１０は、本実施形態では、両端が閉鎖された円筒状である。容器１０の容量は、例えば、０．０１ｍ３〜０．５ｍ３、好ましくは０．０５ｍ３〜０．２ｍ３である。
【００１３】
容器１０の材質は、ガスに対して耐食性を有する材質であれば特に制限されない。エッチングの際に生じるガスを被処理ガスとする場合、容器１０の材質は、酸に耐食性を有するものが好ましい。具体的には、容器１０は、例えば、インコネル、ハステロイまたはステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６など）等により構成されていることが好ましい。
【００１４】
容器１０は、処理室１１を有する。処理室１１は、柱状、具体的には、円柱状である。処理室１１には、導入口１２と排出口１３とが接続されている。導入口１２は、容器１０のｘ軸方向におけるｘ１側端部に設けられている。具体的には、導入口１２は、容器１０の側壁のｘ軸方向におけるｘ１側端部に設けられている。一方、排出口１３は、容器１０のｘ軸方向におけるｘ２側端部に設けられている。排出口１３は、容器１０のｘ２側の端壁に設けられている。排出口１３は、平面視において（ｘ軸方向から視た際に）、容器１０の中央部に設けられている。ガス処理装置１では、導入口から導入された非処理ガスは、処理室１１において処理され、排出口１３からは無害のガスが排出される。
【００１５】
処理室１１には、処理層１１ａが設けられている。処理層１１ａには、処理剤１４が配されている。具体的には、処理層１１ａには、処理剤１４が充填されている。処理剤１４は、例えば、被処理ガスに含まれる有害物質等の濃度を低減させるものであってもよい。処理剤１４は、例えば、濃度を低減させようとする物質を吸着する薬剤、濃度を低減させようとする物質と反応する薬剤、濃度を低減させようとする物質の反応に寄与する触媒等、それらのうちの２種以上の混合物であってもよい。処理剤１４は、例えば、酸化鉄および酸化マンガンの少なくとも１種以上の金属酸化物であってもよい。酸化鉄は、例えば、酸化鉄(II)（ＦｅＯ）、酸化鉄(III)（Ｆｅ２Ｏ３）であってよい。酸化マンガンは、例えば、一酸化マンガン（ＭｎＯ）、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、四酸化三マンガン（Ｍｎ３Ｏ４）、七酸化二マンガン（Ｍｎ２Ｏ７）であってよい。処理剤１４として用いられる吸着剤の具体例としては、例えば、活性炭または添着活性炭（酸化銅及び／又は酸化亜鉛を担持した活性炭）、ゼオライト、シリカゲル等が挙げられる。
【００１６】
ガス処理装置１は、サンプリングポート１５を有する。サンプリングポート１５は、ガス検知器に接続されている。サンプリングポート１５は、処理層１１ａに挿入されている。サンプリングポート１５の端部１５ａは、処理層１１ａの内部に位置している。ガス処理装置１の駆動時（被処理ガスの処理時）において、サンプリングポート１５を経由してサンプリングしたガス中に含まれる、濃度を低減しようとする成分の濃度を検知器を用いて検知する。その結果、濃度を低減しようとする成分の濃度が予め定められた基準値よりも高くなったときにガス処理装置１が破過したものと判断される。
【００１７】
ガス検知器は、特に制限されるものではないが、例えば、定電位電解方式のガス検知器が好適に使用される。サンプリングポート１５を経由してガスを吸引する流量は、毎分０．５〜１．０Ｌが一般的である。
【００１８】
ガス検知器としては、エッチングガスが対象の場合、例えば、Ｃｌ２用検知器などが挙げられる。
【００１９】
図１及び図２に示されるように、ガス処理装置１では、サンプリングポート１５の端部１５ａが処理層１１ａの内部に位置している。このため、サンプリングポート１５の内部を通過するガスにおける、濃度を低減させようとする成分の濃度を検知することができる。このため、ガス処理装置１が完全に破過してしまう前に、破過しそうであることを検知することができる。よって、ガス処理装置１では、破過を確実に検知し得る。
【００２０】
破過をより確実に検知し得るようにする観点からは、平面視において排出口１３が容器１０の中央部に設けられている場合は、サンプリングポート１５の端部１５ａも、平面視において容器１０の中央部に設けられていることが好ましい。
【００２１】
また、破過の直前に破過を確実に検知し得るようにする観点からは、サンプリングポート１５の端部１５ａが、処理層１１ａのｘ軸方向における中央よりも排出口１３側（ｘ２側）に位置していることが好ましい。処理層１１ａのｘ軸方向における長さをＬ０とし、処理層１１ａのｘ軸方向のｘ２側（排出口１３側）の端面からサンプリングポート１５の端部１５ａまでのｘ軸方向に沿った距離をＬ１としたときに、０＜Ｌ１／Ｌ０≦１／３であることがより好ましく、1／１００≦Ｌ１／Ｌ０≦１／５であることがさらに好ましい。Ｌ１／Ｌ０が大きすぎると、検知されるタイミングが破過よりも早くなりすぎる場合がある。Ｌ１／Ｌ０が小さすぎると、検知されるタイミングが遅くなりすぎる場合がある。
【００２２】
なお、ガスの容器１０における滞留時間は、１０秒〜２０００秒であることが好ましく、２０秒〜１０００秒であることがさらに好ましい。尚、ここでいう滞留時間とは、定常状態時においてガスが容器１０内を通過するのに要する平均時間を意味しており、容器１０の体積をＶ［ｍ３］とし、ガスの流量をＦ［ｍ３／秒］とすると、滞留時間ｔ［秒］は以下の式で表される。
【００２３】
ｔ＝Ｖ／Ｆ
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、種々の改変がなされ得る。例えば、容器１０には、「複数の開口部を有する平板部材」に加えて、バッフル（または邪魔板）を設けてもよい。
【００２４】
（実験例１）
図４に示されるように、実験例１では、ガス検知器に接続されたサンプリングポートの端部をＬ１／Ｌ０が１／３となるように、平面視における容器の中央部に配した。
【００２５】
（実験例２）
図５に示されるように、実験例２では、ガス検知器に接続されたサンプリングポートの端部をＬ１／Ｌ０が１／３となるように、平面視における容器の周縁部に配した。
【００２６】
（評価）
図４に示される実験例１に係るガス処理装置及び図５に示される実験例２に係るガス処理装置のそれぞれに、窒素ガスにて希釈した塩素ガス（濃度：０．３体積％）を供給した。
【００２７】
実験例１では、ガスの導入開始から、排出口を経由して排出されたガスに塩素が含まれることが確認されるまでの時間は、３３５分であった。実験例１では、サンプリングポートを経由してサンプリングされたガスに塩素が含まれることが確認されるまでの時間は、４５分であった。
【００２８】
実験例２では、ガスの導入開始から、排出口を経由して排出されたガスに塩素が含まれることが確認されるまでの時間は、実験例１と同様に、３３５分であった。実験例２では、サンプリングポートを経由してサンプリングされたガスに塩素が含まれることが確認されるまでの時間は、１４４分であった。
【００２９】
（実験例１，２における実験条件）
容器１０        容積                    ０．０９ｍ3
処理温度（容器内温度）  ２０℃
処理されるガス  成分  塩素（有害物質）      ０．３体積％
窒素                  ９９．７体積％
供給流量                １．１×１０−3ｍ３／ｓ
供給方向                鉛直（垂直）方向上向き
除害剤          ゼオライト    充填量        ４．２Ｌ
【符号の説明】
【００３０】
１：ガス処理装置
１０：容器
１１：処理室
１１ａ：処理層
１２：導入口
１３：排出口
１４：処理剤
１５：サンプリングポート
１５ａ：端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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