(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、第１の処理層１１ａと、第２の処理層１１ｂと、サンプリングポート１５と、ガス検知器１７とを備える。容器１０は、処理室１１と、処理室１１に接続された導入口１２と、処理室１１に接続された排出口１３とを有する。第１の処理層１１ａは、処理室１１に配されている。第１の処理層１１ａは、処理ガスを処理する処理剤を含む。第２の処理層１１ｂは、処理室１１内において第１の処理層１１ａよりも排出口１３側に、第１の処理層１１ａとの間に中空層１１ｃが形成されるように配されている。第２の処理層１１ｂ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１５は、中空層１１ｃのガスを採取する。ガス検知器１７は、サンプリングポート１５から採取されたガスを検知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室と、前記処理室に接続された導入口と、前記処理室に接続された排出口とを有する容器と、
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第１の処理層と、
前記処理室内において前記第１の処理層よりも前記排出口側に、前記第１の処理層との間に中空層が形成されるように配されており、被処理ガスを処理する処理剤を含む第２の処理層と、
前記中空層のガスを採取するサンプリングポートと、
前記サンプリングポートから採取されたガスを検知するガス検知器と、
を備えるガス処理装置。
【請求項２】
前記サンプリングポートの端部が、前記容器の中空層を形成している部分の壁面に接続されている、請求項１に記載のガス処理装置。
【請求項３】
前記第１の処理室の前記第２の処理室側の表面の上に、複数の貫通孔を有する隔壁をさらに備える、請求項１又は２に記載のガス処理装置。
【請求項４】
前記第２の処理層の横断面積が、前記第１の処理層の横断面積よりも小さい、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガス処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のガスの処理装置を用いたガスの処理方法であって、
前記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】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のガスの処理装置の破過検知方法であって、
前記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、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】
排気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（例えば、特許文献１を参照）。
【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】
特許文献１に記載の破過検知方法では、処理装置の出口から排出されるガスを測定対象とした場合、処理装置が破過した後の検知になってしまうため、処理されるべき成分が処理装置から排出される虞があるという問題がある。このため、処理装置の破過を確実に検知し、処理されるべき成分が処理装置から排出されることを確実に防止したいという要望がある。
【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ことにある。
【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、第１の処理層と、第２の処理層と、サンプリングポートと、ガス検知器とを備える。容器は、処理室と、処理室に接続された導入口と、処理室に接続された排出口とを有する。第１の処理層は、処理室に配されている。第１の処理層は、処理ガスを処理する処理剤を含む。第２の処理層は、処理室内において第１の処理層よりも排出口側に、第１の処理層との間に中空層が形成されるように配されている。第２の処理層は、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、中空層のガスを採取する。ガス検知器は、サンプリングポートから採取されたガスを検知する。
【０００７】
本発明に係るガスの処理方法では、本発明に係るガス処理装置を用いる。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、本発明に係るガス処理装置の破過検知方法である。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。
【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】本発明の一実施形態に係るガス処理装置の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係るガス処理装置１の模式的断面図である。ガス処理装置１は、濃度を低減しようとする不所望な成分（例えば、有害物質）を含むガスを処理する装置である。詳細には、ガス処理装置１は、ガスに含まれる不所望な成分の濃度を低減する装置である。具体的には、本実施形態に係るガス処理装置１は、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。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、略筒状である。具体的には、容器１０は、有底円筒状の第１の部分１０ａと、第１の部分１０ａよりも内径が小さな第２の部分１０ｂと、第１の部分１０ａと第２の部分１０ｂとを接続している第３の部分１０ｃとを有している。
【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、ハステロイ又はステンレス鋼（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、容器１０に即した形状を有している。
【００１５】
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、不所望な成分の濃度が低減された処理済みガスが排出される。
【００１６】
処理室１１には、第１の処理層１１ａと、第２の処理層１１ｂと、中空層１１ｃとが設けられている。第１の処理層１１ａは、第２の処理層１１ｂ及び中空層１１ｃよりも導入口１２側（ｘ１側）に設けられている。具体的には、第１の処理層１１ａは、容器１０の第１の部分１０ａに設けられている。第２の処理層１１ｂは、容器１０の第２の部分１０ｂに設けられている。
【００１７】
第１の処理層１１ａの排出口１３側（ｘ２側）の表面の上に、複数の貫通孔を有する隔壁１６が配されている。隔壁１６は、例えば、パンチングメタルであってもよいし、金網等であってもよい。なお、本実施形態では、隔壁１６が第１の処理層１１ａの直上に設けられている例について説明する。もっとも、本発明は、この構成に限定されない。隔壁１６は、例えば、第１の処理層１１ａの上方に離間して設けられていてもよい。
【００１８】
第１の処理層１１ａには、第１の処理剤１４ａが配されている。具体的には、第１の処理層１１ａには、第１の処理剤１４ａが充填されている。
【００１９】
第１の処理剤１４ａ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処理剤である。第１の処理剤１４ａ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。第１の処理剤１４ａは、例えば、酸化鉄及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）であってもよい。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）であってもよい。第１の処理剤１４ａとして用いられる吸着剤の具体例としては、例えば、活性炭又は添着活性炭（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。
【００２０】
第２の処理層１１ｂは、第１の処理層１１ａよりも排出口１３側に設けられている。第１の処理層１１ａは、容器１０の中心軸方向において、第２の処理層１１ｂと離間して設けられている。具体的には、第２の処理層１１ｂは、容器１０の第１の部分１０ａよりも内径が小さな第２の部分１０ｂに設けられている。このため、第２の処理層１１ｂの横断面積は、第１の処理層１１ａの横断面積よりも小さい。
【００２１】
第２の処理層１１ｂには、第２の処理剤１４ｂが配されている。具体的には、第２の処理層１１ｂには、第２の処理剤１４ｂが充填されている。
【００２２】
第２の処理剤１４ｂの好ましい具体例としては、例えば、第１の処理剤１４ａと同様の処理剤が挙げられる。第２の処理剤１４ｂの種類と、第１の処理剤１４ａの種類とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００２３】
上述のように、第１の処理層１１ａは、容器１０の中心軸方向において、第２の処理層１１ｂと離間して設けられているため、第１の処理層１１ａと第２の処理層１１ｂとの間には、中空層１１ｃが位置している。換言すれば、中空層１１ｃにより、第１の処理層１１ａと第２の処理層１１ｂとが離間している。
【００２４】
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１７に接続されている。ガス検知器１７は、ガスに含まれる不所望な成分（濃度を低減しようとする成分）を検知するものである。ガス検知器１７は、ガスに含まれる不所望な成分が、所定の濃度以下であるか否かを検知するものであってもよいし、ガスに含まれる不所望な成分の濃度を検知するものであってもよい。
【００２５】
サンプリングポート１５は、中空層１１ｃに接続されており、中空層１１ｃのガスを採取可能に設けられている。サンプリングポート１５は、端部が容器１０の中空層１１ｃを形成している部分の壁面に接続されている。換言すれば、サンプリングポート１５は、中空層１１ｃの半径方向における外側部分のガスを採取可能に設けられている。サンプリングポート１５は、中空層１１ｃの内部に至っていない。
【００２６】
ガス処理装置１には、導入口１２から被処理ガスが処理室１１に導入される。導入された被処理ガスは、第１の処理層１１ａに流入する。第１の処理層１１ａに配された第１の処理剤により、被処理ガスに含まれている不所望な成分の濃度が低減される。第１の処理層１１ａ及び第１の処理剤は、被処理ガスに含まれている不所望な成分の濃度が規定の濃度以下となるように設けられている。このため、第１の処理層１１ａを通過して中空層１１ｃに流入したガスにおける不所望な成分の濃度は、排出口１３からそのまま排出されても許容される程度に低くされる。
【００２７】
第１の処理層１１ａにより処理されたガスは、隔壁１６及び中空層１１ｃを経由して第２の処理層１１ｂに送入される。第２の処理層１１ｂにおいてガスにおける不所望な成分の濃度がさらに低減される。
【００２８】
上述のようにガス処理装置１の稼働中において、サンプリングポート１５からサンプリングされたガスは、ガス検知器１７に供給される。ガス検知器１７は、ガスに含まれる不所望な成分（濃度を低減しようとする成分）の濃度を検知する。ガス検知器１７により検知した濃度が、予め定められた濃度以上となると、ガス処理装置１が破過したものと判断し、第１及び第２の処理剤のうち、少なくとも第１の処理剤を、十分に高い濃度低減能を有する第１の処理剤と交換する。
【００２９】
ところで、例えば、特許文献１に記載の破過検知方法では、処理装置の出口から排出されるガスを測定対象とした場合、破過後の検知になってしまうという問題がある。それに対して、本実施形態では、第１の処理層１１ａよりも下流側であって、第２の処理層１１ｂよりも上流側に位置している中空層１１ｃからガスをサンプリングしてガスに含まれる不所望な成分（濃度を低減しようとする成分）の濃度を検知する。従って、仮に、第１の処理層１１ａが破過したとしても、ガスが第２の処理層１１ｂにより処理されるため、ガス処理装置１からは、不所望な成分の濃度が十分に低いガスが排出される。従って、ガス処理装置１によれば、不所望な成分の濃度が所定の濃度よりも高いガスが排出口１３から排出され難い。
【００３０】
また、ガス処理装置１では、中空層１１ｃが形成されており、その中空層１１ｃからガスをサンプリングする。このため、中空層１１ｃにおいて、第１の処理層１１ａからのガスが混合され、均質化する。よって、中空層１１ｃのどの部分からガスを採取したとしても、第１の処理層１１ａからのガスの不所望な成分の濃度をより好適に検知することができる。例えば、サンプリングポート１５の端部が、容器１０の中空層１１ｃを形成している部分の壁面に接続されており、中空層１１ｃの半径方向における外側端部のガスをサンプリングした場合であっても、第１の処理層１１ａからのガスの不所望な成分の濃度をより好適に検知することができる。
【００３１】
中空層１１ｃにおいてガスをより均質化する観点からは、第２の処理層１１ｂの流路面積が、第１の処理層１１ａの流路面積より小さいことが好ましく、第１の処理層１１ａの流路面積の２／３倍以下であることが好ましく、１／２倍以下であることが好ましい。第２の処理層１１ｂの流路面積が、第１の処理層１１ａの流路面積より小さい場合、ガスの中空層１１ｃにおける滞留時間が長くなるため、中空層１１ｃにおいてガスがより均質するためである。
【００３２】
同様の観点から、第１の処理層１１ａの第２の処理層１１ｂ側の表面の上に、複数の貫通孔を有する隔壁１６を配置することが好ましい。この隔壁１６により、中空層１１ｃにおいてガスがより好適に混合され、均質化されるためである。
【符号の説明】
【００３３】
１      ：ガス処理装置
１０    ：容器
１０ａ  ：容器の第１の部分
１０ｂ  ：容器の第２の部分
１０ｃ  ：容器の第３の部分
１１    ：処理室
１１ａ  ：第１の処理層
１１ｂ  ：第２の処理層
１１ｃ  ：中空層
１２    ：導入口
１３    ：排出口
１４ａ  ：第１の処理剤
１４ｂ  ：第２の処理剤
１５    ：サンプリングポート
１６    ：隔壁
１７    ：ガス検知器
【図１】
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