(57)【要約】【課題】  半導体製造工場の排ガスなどに含まれる過弗化物（ＰＦＣ）を無害化処理するときに連続的かつ大量に発生するＨＦ含有ガスから乾式法でＨＦを除去して無害化するための方法と装置を得る。【解決手段】  ＨＦ中のＦと反応した後でも固形物であるＣａ（ＯＨ）２を主成分とする顆粒状の薬剤４をＨＦ含有ガス中に循環させて、Ｃａ（ＯＨ）２＋２ＨＦ→ＣａＦ２＋２Ｈ２Ｏの反応を進行させる。循環過程にある薬剤４を棒部材２６の平坦部２７に衝突させて機械的衝撃を与え、反応してもろくなったＣａＦ２を粉砕して処理装置１から取り出す。未反応の薬剤は循環を継続する。【選択図】  図１
2005103494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨＦ含有ガスからＨＦを除去する方法であって、ＨＦ中のＦと反応した後でも固形物であるアルカリ塩を主成分とする顆粒状の薬剤をＨＦ含有ガス中に循環させてアルカリ塩とＨＦとを接触させる工程、循環過程にある前記薬剤に対して機械的衝撃を与える工程、機械的衝撃を受けて粉砕したものを循環する薬剤から分離する工程、とを少なくとも有することを特徴とする乾式によるＨＦ除去方法。
【請求項２】
アルカリがＣａであり、アルカリ塩がＣａ水酸化物、Ｃａ炭酸塩、Ｃａ酸化物のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の乾式によるＨＦ除去方法。
【請求項３】
ＨＦ含有ガスからＨＦを除去する方法であって、Ｃａ（ＯＨ）２を主成分とする顆粒状の薬剤をＨＦ含有ガス中に循環させてＣａ（ＯＨ）２＋２ＨＦ→ＣａＦ２＋２Ｈ２Ｏの反応を進行させる工程、循環過程にある前記薬剤に対して機械的衝撃を与える工程、機械的衝撃を受けて粉砕したものを循環する薬剤から分離する工程、とを少なくとも有することを特徴とするＨＦ含有ガスからの乾式によるＨＦ除去方法。
【請求項４】
粉砕することにより除去された分の薬剤を循環する薬剤に補充する工程をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の乾式によるＨＦ除去方法。
【請求項５】
ＨＦ含有ガスは半導体製造工程から排出されるＰＦＣを含むガスを分解処理して得られる高温のＨＦ含有ガスであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の乾式によるＨＦ除去方法。
【請求項６】
一方端側にＨＦ含有ガスの導入口を他方端側に反応後のガス排気口を備えた処理筒と、導入された被処理ガスをガス排気口に向けて流動させる手段と、ＨＦ中のＦと反応した後でも固形物であるアルカリ塩を主成分とする顆粒状の薬剤を処理筒内でガス排気口側からガス導入口側に向けて移動するように循環させる薬剤循環手段と、処理筒内を循環する薬剤に機械的衝撃を与える手段と、循環する薬剤から機械的衝撃を受けて粉砕したものを分離する手段、とを少なくとも備えることを特徴とするＨＦ含有ガス乾式処理装置。
【請求項７】
循環系に薬剤を供給する薬剤供給手段をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のＨＦ含有ガス乾式処理装置。
【請求項８】
処理筒内を循環する薬剤に機械的衝撃を与える手段は、循環する薬剤に気体流によって加速度を付与する手段と加速度が付与された薬剤が衝突する衝突板とからなることを特徴とする請求項６に記載のＨＦ含有ガス乾式処理装置。
【請求項９】
処理筒は途中に縮径部を有しており、その部分で、循環する薬剤の密度が高くなりかつ処理ガスの流速も高くなるようにされていることを特徴とする請求項６に記載のＨＦ含有ガス乾式処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＨＦ含有ガスからＨＦを乾式法によって除去するための方法とそのための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体製造工場の排ガスなどに含まれる過弗化物（ＰＦＣ）の分解技術の１つに燃焼方式が知られている。ＰＦＣ含有ガスを燃焼器に導き、ＬＰＧやプロパンなどを燃焼させた約９００℃以上の火炎中で熱分解する。燃焼による処理方式は、例えば、Ｃ2Ｆ6の分解が９００℃以上、ＣＦ4 の分解が１１００℃以上の高温で行われるので、多量の熱エネルギーが必要であり、高温燃焼によるＮＯｘや多量のＣＯ2 の発生が問題視される場合がある。
【０００３】
他の処理方法として、ＰＦＣを含む排ガスを、触媒が充填された触媒層に供給し、ＰＦＣを触媒によって分解する方法が知られている（例えば、特許文献１：特開平１１−３１９４８５号公報、特許文献２：特開２００１−２２４９２４号公報など参照）。図６はその一例であり、ドライエッチング工程を持つ半導体製造プロセスからのエッチングガス（ＣＦ4 ）を含む排ガスを処理する装置は、不純物除去の注水を行う前置スプレー６１、排ガスと水を導入して加熱する加熱器６２、触媒層６３を充填しＣＦ4 を加水分解する反応器６４、分解ガスを冷却しＣＯ2 などを水に溶解させる冷却装置６５、排気中の酸性ガス（ＨＦ含有ガス）を除去する除去装置６７とを備えている。
【０００４】
加熱器６２は、電気ヒータによる間接加熱により、触媒層６３でＣＦ4 の分解が開始する約７００℃の温度まで排ガスを加熱する。加熱されたＣＦ4 を含む排ガスは、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）系の触媒が充填された反応器６４に供給され、そこで、ＣＦ4 ＋２Ｈ2Ｏ →ＣＯ2 ＋４ＨＦの反応が進行し、ＣＦ4 はＨＦとＣＯ2 に分解される。触媒層６３から排出された、ＣＯ2 およびＨＦを含む高温の排ガスは、冷却装置６５で供給される水によって温度を１００℃以下に冷却され、除去装置６７に導入される。
【０００５】
除去装置６７はいわゆる湿式処理によってガス中に約２〜４ｖｏｌ％含まれる高濃度のＨＦを除去するものであり、プラスチック製のラヒシリングを詰めた充填層６８にスプレー６９から水を連続的に供給し、水と排ガスを十分に接触させることで、ＨＦを４％から数ｐｐｍまで低減する。無害化された排ガスは、排風機７０を介して配管７１により大気に排出される。一方、ＨＦを含む廃液は排水ポンプ７２の駆動により配管を通して図示しないアルカリスクラバのような中和処理装置へ導かれ、無害化したフッ素塩（例えば、ＣａＦ２，ＮａＦ，ＫＦ）とＨＦフリー水となり、外部に排出される。
【０００６】
このような触媒を用いたＰＦＣの分解装置では、従来の燃焼方式より十分に低い温度でＣＦ4 の分解が可能であり、熱エネルギーや水などのユーティリティも少なくて済むなど多くの利点がある。しかし、燃焼方式でも同様であるが、分解後に生じるＨＦを処理するのに大量の水を必要とし、さらに、その廃水を中和化するためのアルカリスクラバのような処理施設を必要とする。環境保全の観点からいわゆるゼロエミッションが求められており、排水を伴わない乾式によるＨＦ含有ガスからのＨＦ除去処理が望まれるが、いまだ実用化していない。
【０００７】
フロンガスの無害化処理方法として、特許文献３：特開平１１−３１９４８４号公報には、フロンガスをＣＯ２，ＨＣｌ，ＨＦに分解し、ＨＦ含有ガス中にＣａ（ＯＨ）２を添加してＨＦをＣａＦ２として沈殿、分離する方法が記載されている。しかし、この方法を半導体製造工場の排ガスなどに含まれる過弗化物（ＰＦＣ）の分解から発生するＨＦ含有ガスのように、連続的かつ大量に発生する排ガスの処理に適用することは容易でない。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３１９４８５号公報
【特許文献２】特開２００１−２２４９２４号公報
【特許文献３】特開平１１−３１９４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、半導体製造工場の排ガスなどに含まれる過弗化物（ＰＦＣ）を無害化処理するときに連続的かつ大量に発生するＨＦ含有ガスに対して、従来から知られているＣａ（ＯＨ）２を添加してＨＦをＣａＦ２として分離する処理技術を実用に供しうるようにして適用し、それにより、ＨＦ含有ガスから乾式により効果的にＨＦを処理できるようにした新規な方法とそのための装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
課題を解決すべく本発明者らは多くの実験を行うことにより、顆粒状のＣａ（ＯＨ）２は硬く容易には粉砕しないが、ＨＦを含むガスと接触して一部または全部がＣａＦ２に変化すると、その部分がもろくなり、機械的衝撃を与えることにより容易に粉砕して粉末化することを知った。図５は、Ｃａ（ＯＨ）２の２つのサンプルＡ，Ｂについて、Ｃａ（ＯＨ）２の粒子に加重して破壊したときの加重を、未反応のもの（fresh）を１００とし、ＨＦと反応させた後のもの（used）について％で示したものであり、サンプルＡでは試験前（未反応）の強度に対し１５％まで低下しており、サンプルＢでは２４％まで低下している。
【００１１】
また、この現象は、Ｃａ（ＯＨ）２に限らず、ＨＦ中のＦと反応した後でも固形物であるアルカリ塩を主成分とする顆粒状の物質一般においてほぼ同じように現れることも経験した。本発明はこの現象を積極的に利用してＨＦ含有ガスからＨＦの除去を実用的レベルで連続的に行うことを可能としたものである。
【００１２】
すなわち、本発明によるＨＦ含有ガスからの乾式によるＨＦ除去方法は、ＨＦ中のＦと反応した後でも固形物であるアルカリ塩を主成分とする顆粒状の薬剤をＨＦ含有ガス中に循環させてアルカリ塩とＨＦとを接触させる工程、循環過程にある前記薬剤に対して機械的衝撃を与える工程、機械的衝撃を受けて粉砕したものを循環する薬剤から分離する工程、とを少なくとも有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の方法によれば、ＨＦ含有ガス中をアルカリ塩を主成分とする顆粒状の薬剤が循環する過程で、ＨＦとアルカリ塩との反応が進行し、当初は硬く大きな耐衝撃強度を備えた薬剤は、反応の進行した部分がもろくなっていく。循環する薬剤に機械的衝撃を与えることにより、反応してもろくなった部分は粉末状となって飛散し、未反応の部分はそのまま循環を続ける。最後には、顆粒全体に反応が進み全体が粉末状となる。まったく反応に寄与しなかった顆粒はそのまま循環を継続する。粉末状に飛散する物質を適宜の手法により捕捉することにより、未反応の薬剤と反応後の粉体とを分離し、未反応の薬剤を継続して循環させることにより、無駄なく薬剤を反応に参加させることができる。
【００１４】
上記のように、本発明による方法は、水を利用しない乾式法によるＨＦ含有ガスからのＨＦの除去方法であり、排水処理に要する設備や時間を省略することができ、ゼロエミッションとして環境にやさしいばかりでなく、湿式法に比較して処理コストも低減する。
【００１５】
本発明において、アルカリとして、Ｃａ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｇなどを挙げることができる。なかでも、アルカリがＣａであることは試験前後の強度変化が大きいという理由から好ましい。また、アルカリ塩はＣａ水酸化物、Ｃａ炭酸塩、Ｃａ酸化物などであってよいが、反応性が良好であることから、Ｃａ水酸化物、特に、Ｃａ（ＯＨ）２は好ましい。
【００１６】
従って、本発明によるＨＦ含有ガスからＨＦを除去する方法のより好ましい態様は、Ｃａ（ＯＨ）２を主成分とする顆粒状の薬剤をＨＦ含有ガス中に循環させてＣａ（ＯＨ）２＋２ＨＦ→ＣａＦ２＋２Ｈ２Ｏの反応を進行させる工程、循環過程にある前記薬剤に対して機械的衝撃を与える工程、機械的衝撃を受けて粉砕したものを循環する薬剤から分離する工程、とを少なくとも有する態様である。
【００１７】
ＨＦと反応して除去されることにより、反応に寄与すべき未使用の薬剤量は次第に減少する。そのまま薬剤の循環を継続し、すべてが反応した時点で、新たな顆粒状の薬剤を系内に投入してもよいが、作業の連続性を確保するために、粉砕することにより除去された分に相当する量の新たな薬剤を、順次循環する薬剤中に補充する工程をさらに備えることは好ましい。
【００１８】
また、本発明の方法において、被処理ガスであるＨＦ含有ガスは、半導体製造工程から排出されるＰＦＣを含むガスを分解処理して得られる高温のＨＦ含有ガスであることは、薬剤との反応が進行しやすい温度環境を容易に得られることから好ましいが、他の任意のＨＦ含有ガスを被処理ガスとすることかできる。例えば、ガス製造メーカ、プラスチック製造メーカなどにおける作業環境から発生するＨＦ含有排ガスなども効果的に処理することができる。
【００１９】
本発明者らの実験では、ＨＦ含有ガスと薬剤との接触時間は０．３秒〜１．０秒程度が好ましかった。これより短いと十分な反応が進行せずＨＦの捕捉が不完全となり、これよりも長くしても除去性能に大きな違いはなかった。より好ましくは、薬剤使用量が最適となることから、０．７秒〜１．０秒である。また、処理を行う環境温度は、１００℃〜５００℃、より好ましくは１８０℃〜４６０℃であった。
【００２０】
本発明はまた上記の処理方法を実施する装置として、一方端側にＨＦ含有ガスの導入口を他方端側に反応後のガス排気口を備えた処理筒と、導入された被処理ガスをガス排気口に向けて流動させる手段と、Ｆとの反応前後で固形物であるアルカリ塩を主成分とする顆粒状の薬剤を処理筒内でガス排気口側からガス導入口側に向けて移動するように循環させる薬剤循環手段と、処理筒内を循環する薬剤に機械的衝撃を与える手段と、循環する薬剤から機械的衝撃を受けて粉砕したものを分離する手段、とを少なくとも備えることを特徴とするＨＦ含有ガス乾式処理装置をも開示する。
【００２１】
処理筒は、ガスの流動方向が上下方向であることが処理効率の観点から好ましいが、水平方向あるいは傾斜方向であっても差し支えない。導入されたガスをガス排気口に向けて流動させる手段は、処理筒内に被処理ガスを圧送する手段でもよく、ガス排気口側から処理筒内の被処理ガスを吸引する手段でもよく、双方であってもよい。薬剤を循環させる手段は、薬剤を処理筒内に投入し、投入された薬剤が処理筒内を移動する被処理ガスと反応が進行する時間だけ接触した後に処理筒から取り出し、該取り出した薬剤を再び処理筒内に投入することを、閉鎖した環境内で連続的に行える手段であればよい。好ましくは、処理筒の一方端である薬剤溜まりから定量的に顆粒状の薬剤を引き出し、それを処理筒の他方端からある程度の運動量を持った状態で処理筒内に送り出せるような手段であることは好ましく、例えば、市販のスラリまたは粉体送付型ポンプのような送り手段を用いることにより容易に実施可能である。
【００２２】
処理筒内を循環する薬剤に機械的衝撃を与える手段は、衝撃により被処理ガスと反応してもろくなった部分を未反応の薬剤部分と分離するためのものであり、例えば気体流によって加速度を付与されて移動してくる、あるいは自然落下してくる薬剤が衝突する衝突板のような手段であってよい。加速度付与手段として気体流を用いる場合、外部の空気を加圧ポンプで圧送して気体流としてもよく、処理筒内の流体を加圧ポンプで加圧循環させるようにしてもよい。
【００２３】
衝突板との衝突エネルギーにより、既反応部分は容易に粉砕されて処理筒内に飛散した状態となり、未反応の部分はそのまま移動を続けて被処理ガスと接触しながら薬剤溜まりに移動し、薬剤を循環させる手段の作用により再循環する。飛散した既反応部分は処理筒内に設けた捕捉部で捕捉され、必要時に処理筒から取り出される。循環系に薬剤を供給する薬剤供給手段をさらに備えることは好ましく、それにより、連続処理を効果的に行うことができる。
【００２４】
処理効率は、ＨＦ含有ガスである被処理ガスと顆粒状の薬剤との接触時間に大きく左右される。前記のように、好ましくは、接触時間は０．３秒〜１．０秒であることが望ましい。そのために、好ましくは処理筒の途中に縮径部を設ける。その部分を通過するときに、循環する薬剤および処理ガスの密度は高くなるので、例えば、Ｃａ（ＯＨ）２＋２ＨＦ→ＣａＦ２＋２Ｈ２Ｏの反応を促進させることが可能となり、処理効率は向上する。縮径部にヒータのような保温材を配置することにより、処理効率をさらに高くすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、実用的なレベルで、ＨＦ含有ガスからのＨＦの除去を乾式法で行うことが可能となり、環境負荷を低減でき、かつ処理に要するコストも少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら本発明を実施形態に基づき説明する。図１は本発明によるＨＦ含有ガスからの乾式によるＨＦ除去方法を効果的に実施することのできる処理装置の一例を示している。この例において、処理装置１は耐熱性材料（例えば、インコネル）で作られた円筒状の処理筒２を持つ。図示しないが、被処理ガスの持つ熱から反応に必要な高温環境が得られない場合のために、電気炉などの加熱源を周囲に配置してもよい。被処理ガスを加熱する加熱装置をガス導入口側に設けてもよい。
【００２７】
処理筒２の下端側は薬剤溜まり３とされており、Ｃａ（ＯＨ）２を主成分とする顆粒状の薬剤４が一時的に滞留する。薬剤４は純粋に顆粒状のＣａ（ＯＨ）２でもよく、主成分がＣａ（ＯＨ）２であり他に少量であればＳｉＯ２のようなものが入っていても差し支えない。顆粒状薬剤の粒径は０．５ｍｍから２ｍｍ程度のものが好ましい。０．５ｍｍより小さいと圧損が大きくなる不都合があり、２ｍｍより大きいと薬剤量が増大する不都合がある。
【００２８】
図示のように、処理筒２の本体部分と薬剤溜まり３とを別部材として構成し、フランジ５により分離可能に接合しておくことは好ましい。分離して薬剤溜まり３を取り出すことにより、容易に薬剤４を入れ込むことができる。薬剤溜まり３は配管６を介して例えば市販のスラリまたは粉体送付用の送りポンプ７の吸い込み側に接続しており、送りポンプ７の吐き出し側は配管８を介して処理筒２の頭部に繋がっている。処理筒２および上記の配管系は密封系とされており、送りポンプ７を作動することにより、薬剤溜まり３内の薬剤４は配管６、８を通過して処理筒２の上端まで送られ、そこから処理筒２内に放出された後、再び薬剤溜まり３内に戻る。薬剤４のこの循環は送りポンプ７が作動している間は継続する。
【００２９】
処理筒２の薬剤溜まり３の上方には、下向きの吐出口１１を持つＨＦ含有ガスの導入管１０が設けられ、そこから処理すべきＨＦ含有ガスが処理筒２内に導入される。吐出口１１の下方には噴出するＨＦ含有ガスを拡散するためのお椀状の拡散板１２が必要な場合には取り付けられる。導入管１０に接続するＨＦ含有ガス発生源として、図６に示したような半導体製造プロセスからのエッチングガス（ＣＦ4 ）を含む排ガス処理装置を挙げることができ、その排気中の酸性ガス（ＨＦ含有ガス）を除去する除去装置６７に代えて、本発明による処理装置１が用いられる。ただし、本発明により処理装置は乾式法によるものであり、水供給用の配管やスプレーを必要としないので、反応器６４の触媒層６３から出てくる排ガスを直接、前記したＨＦ含有ガスの導入管１０に案内する。触媒層６３からの排ガス温度が処理筒２内での好適な反応温度よりも高い場合には、図示しない排ガス冷却装置が設けられ、また、低い場合には加熱手段が設けられる。
【００３０】
処理筒２の上端にはガス排気口２０が設けられ、該ガス排気口２０は図示しない吸引ポンプに接続している。導入管１０から処理筒２内に導入されたＨＦ含有ガスは、前記吸引ポンプにより引かれることにより、ある流速を持って処理筒２内を通過し、排気口２０から排出される。ＨＦ含有ガスを導入管１０から圧入するようにしてもよく、その場合には吸引ポンプを省略することができる。圧入と吸引との双方を併用してもよい。このようにして処理筒２内を上昇するＨＦ含有ガスは、その間に、前記のようにして落下してくる薬剤４と接触する。
【００３１】
処理筒２の上端中央部には薬剤噴霧管２５が設けられ、前記配管８の放出端が接続している。送りポンプ７から送り出される薬剤４は、配管８から薬剤噴霧管２５を通り処理筒２内に放出される。薬剤噴霧管２５の下方端に近接して中実の棒部材２６が位置しており、該棒部材２６の上端は平坦面２７とされ、薬剤噴霧管２５から放出される薬剤４が平坦な上端面２７に所定の速度を持って衝突するようになっている。この平坦面２７が本発明でいう「処理筒内を循環する薬剤に機械的衝撃を与える手段」の一部を構成する。
【００３２】
棒部材２６を囲むようにして下方側が次第に狭くなる逆円錐状案内部材３０が、その上端を処理筒２の内壁に固定するようにして取り付けてあり、該逆円錐状案内部材３０の下方開放端３１は棒部材２６の下端部よりもやや上方に位置しており、棒部材２６の外周面との間には、数十個〜数百個の薬剤４が同時に通過できる程度の隙間Ｓ１が形成されている。処理筒２の棒部材２６の上端である平坦面２７よりも上方位置には、薬剤噴霧管２５を囲むようにして上方側が次第に狭くなる円錐状案内部材３２が、その下端を処理筒２の内壁に固定するようにして取り付けてある。該円錐状案内部材３２の上方開放端３３は薬剤噴霧管２５の下端部よりも上方に位置しており、薬剤噴霧管２５の外周面との間には、前記隙間Ｓ１よりも広い隙間Ｓ２が形成されている。さらに、円錐状案内部材３２の下端領域に沿うようにしてバルブ４１を備えた筒部材４０が適数取りつてあり、バルブ４１を開くことにより円錐状案内部材３２の下端領域は外部に連通した状態となる。
【００３３】
上記の処理装置１の作動を説明する。Ｃａ（ＯＨ）２を主成分とする顆粒状の薬剤４を所要数だけ薬剤溜まり３内に収容する。送りポンプ７を作動させると、薬剤溜まり３内の薬剤４は送りポンプ７により吸い込まれ管路８を通って処理筒２の上端に至り、薬剤噴霧管２５からある速度を持って処理筒２内部に放出される。放出された薬剤４は棒部材２６の上端平坦面２７に衝突したのち四方に飛び散り、逆円錐状案内部材３０と棒部材２６との間の空間で飛翔しながら下方に落下し、密度の高い状態に集合した状態となって前記隙間Ｓ１を通過する。通過後、再度薬剤溜まり３内に戻る。この循環は送りポンプ７が作動している限り継続する。
【００３４】
薬剤３が上記の循環をしているときに、導入管１０からＨＦ含有ガスのを送り込む。送り込まれたＨＦ含有ガスは拡散板１２に当たって四方に拡散する。拡散したＨＦ含有ガスは送り込まれたときの圧力により、さらにはガス排気口２０からの吸引力によりガス排気口２０に向けて上昇する。上昇の過程で、前記隙間Ｓ１を通過して落下してくる薬剤４と接触する。その後、ＨＦ含有ガスは前記隙間Ｓ１を通過する。隙間Ｓ１の近傍では薬剤４は密度が高い状態に集合しながら落下しており、そこをＨＦ含有ガスが通過することにより、両者の有効接触面積は大きくなり、実質接触時間も長くなる。ＨＦ含有ガスが薬剤４と接触することにより、Ｃａ（ＯＨ）２＋２ＨＦ→ＣａＦ２＋２Ｈ２Ｏの反応が進行し、ＨＦは除去され、無害化したガスは円錐状案内部材３２の内側面に沿って上昇し、隙間Ｓ２を通過してガス排気口２０から外部に排出される。
【００３５】
Ｃａ（ＯＨ）２＋２ＨＦ→ＣａＦ２＋２Ｈ２Ｏの反応が進行することにより、薬剤４の一部は未反応の部分と比較して、図５に示すようにもろくなる。一部または全部が反応した薬剤４は未反応の薬剤４と共に循環を継続する。その過程で、上記したようにある速度を持って棒部材２６の上端平坦面２７に衝突する。その衝撃力により反応してもろくなった部分は粉砕され、未反応部分から分離して処理筒内に飛散する。粉体状に飛散したものは、ＨＦが除去された無害化したガスと共に隙間Ｓ２を通過する。隙間Ｓ２を通過した後にガスは膨張して一時的に滞留する状態となる。それにより、より質量の重いＣａＦ２粉末は下方に落下し円錐状案内部材３２の上に堆積する。所要時間経過後に、バルブ４１を開き筒部材４０からＣａＦ２粉末を外部に取り出す。
【００３６】
未反応の薬剤４および一部が反応してその部分を棒部材２６の上端平坦面２７に衝突した際に分離した薬剤４は、処理ガスの上昇に抗して自重により落下し、再度隙間Ｓ１を透過して薬液溜まり３に戻る。その間に、ＨＦ含有ガスとの前記した反応が進行する。以下、この循環と反応とを繰り返すことにより、薬剤４は次第にＣａＦ２粉末への変化していく。必要量の薬剤４が不足したときには、一旦ＨＦ含有ガスの供給を停止して薬剤４を補充するか、適宜の供給手段を介して、運転を停止することなく、処理筒２内に薬剤を供給する。
【００３７】
図２は本発明によるＨＦ含有ガスからの乾式によるＨＦ除去方法を効果的に実施することのできる処理装置の他の例を示している。この例において、前記した逆円錐状案内部材３０の下方開放端３１は所要長さを持つ筒状部分３１ａとなっており、棒部材２６の外周面と筒状部分３１ａの間には、数十個〜数百個の薬剤４が同時に通過できる程度の筒状の空間Ｓ１１が形成されている。他の構成は図１に示したものと同様であり、同じ符号を付すことにより説明は省略する。この形態では、筒状の空間Ｓ１１を薬剤４が通過する時間を図１のものと比較して長い時間とすることができ、ＨＦ含有ガスと薬剤４との有効接触時間をより長くできる利点がある。
【００３８】
図３は処理装置の他の例を示している。この例では、薬剤４が循環する管路８内に加圧空気あるいは適宜の不活性ガスを導入する分岐管８ａを接続した点、およびガス排気口２０側にフィルタ２１を取り付けた点で、図２に示したものと相違している。分岐管８ａから例えば加圧空気を送給することにより、薬剤噴霧管２５から排出される薬剤４の流速を高くすることができるので、薬剤４が棒部材２６の上端平坦面２７に衝突するときの衝撃力は大きくなり、薬４剤の反応した部分と未反応部分との分離は一層確実となる。また、余分な空気を処理筒２内に送り込むことにより、ＣａＦ２粉末がガスと共にガス排気口２０から吐き出される恐れがあるので、フィルタ２１によりそれを捕捉して外部に放出されるのを防止している。
【００３９】
図４は処理装置のさらに他の例を示している。この例では、逆円錐状案内部材３０および円錐状案内部材３２を処理筒２内に別途設けるのではなく、処理筒そのものに筒状の縮径部２ａを設け、縮径部２ａから下方の逆円錐状の部分２ｂに逆円錐状案内部材３０の機能をもたせ、また、縮径部２ａから上方の円錐状の部分２ｃに円錐状案内部材３２の機能を持たせるようにした点で、図３に示したものと相違している。さらに、この例では、筒状の縮径部２ａを設けたことにより形成された周囲の空間に、保温材としてヒータ５０を設置し、必要な場合に縮径部２ａに反応に必要な高温環境を作り出せるようにしている。このようなヒータ５０を備えることにより、導入管１０から導入されるＨＦ含有ガスの温度に幅を持たせることが可能となり、被処理ガスであるＨＦ含有ガス発生源を、図２に示したような半導体製造プロセスからのエッチングガス（ＣＦ4 ）を含む排ガス処理装置に限ることなく、適宜の発生源を選択することができるようになる。
【００４０】
なお、図示の例において、棒部材２６の上端に形成した平坦面２７は本発明でいう「処理筒内を循環する薬剤に機械的衝撃を与える手段」の一例であって、これに限らない。要は、落下あるいは噴出してくる顆粒状の薬剤が衝突したときに、薬剤に所要の大きさの衝撃力を与えうるものであれば、任意のものであってよい。平坦面である必要もなく、凹凸を有する面であってもよい。棒状体２６は逆円錐状案内部材３０の下方開放端３１との間に隙間Ｓ１を構成できるものであればよく、断面形状や長さは任意である。前記衝撃面としての平坦面２７と棒部材２６とは一体のものが図示されるが、別部材であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明によるＨＦ含有ガスからの乾式によるＨＦ除去方法を効果的に実施することのできる処理装置の一例を示す図。
【図２】本発明による処理装置の他の例を示す図。
【図３】本発明による処理装置のさらに他の例を示す図。
【図４】本発明による処理装置のさらに他の例を示す図。
【図５】Ｃａ（ＯＨ）２がＨＦと反応する前と後での強度を比較するグラフ。
【図６】ドライエッチング工程を持つ半導体製造プロセスからのエッチングガス（ＣＦ4 ）を含む排ガスを処理する装置の一例を示す図。
【符号の説明】
【００４２】
１…ＨＦ含有ガスからの乾式によるＨＦ除去方法を効果的に実施することのできる処理装置、２…処理筒、３…薬剤溜まり、４…顆粒状の薬剤、５…フランジ、６、８…配管、７…薬剤の送りポンプ、１０…ＨＦ含有ガスの導入管、１２…拡散板、２０…ガス排気口、２５…薬剤噴霧管、２６…中実の棒部材、２７…棒部材上端の平坦面（「処理筒内を循環する薬剤に機械的衝撃を与える手段」の一部）、３０…逆円錐状案内部材、３１…下方開放端、３２…円錐状案内部材、３３…上方開放端、Ｓ１、Ｓ２…隙間、４１…バルブ、４０…筒部材、５０…保温材としてヒータ
【図１】
2005103494.tif 000003
【図２】
2005103494.tif 000004
【図３】
2005103494.tif 000005
【図４】
2005103494.tif 000006
【図５】
2005103494.tif 000007
【図６】
2005103494.tif 000008