(57)【要約】【課題】本発明は、排ガス処理装置が排出する排ガスに含まれる水分、フッ酸、及び粉体を効率よく除去可能で、かつガス分析計用前処理装置のメンテナンスの頻度を低減することの可能なガス分析計用前処理装置を提供することを課題とする。【解決手段】排ガス処理装置１１と接続され、排ガス処理装置１１が排出する排ガスに含まれる水分を除去する水分除去ユニット１５と、水分除去ユニット１５と接続され、水分が除去された排ガスに含まれるフッ酸を除去するフッ酸除去ユニット１６と、フッ酸除去ユニット１６及び分析計１２と接続され、水分及びフッ酸が除去された排ガスに含まれる粉体を除去し、該粉体が除去された排ガスを分析計１２に供給する粉体除去ユニット１７と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＦＣを含む排ガスを分解処理する排ガス処理装置と前記排ガスに含まれるＰＦＣｓを分析する分析計との間に設けられ、前記排ガス処理装置が排出する前記排ガスを前処理して、該前処理した前記排ガスを前記分析計に供給するガス分析計用前処理装置であって、
前記排ガス処理装置と接続され、前記排ガス処理装置が排出する前記排ガスに含まれる水分を除去する水分除去ユニットと、
前記水分除去ユニットと接続され、前記水分が除去された前記排ガスに含まれるフッ酸を除去するフッ酸除去ユニットと、
前記フッ酸除去ユニット及び前記分析計と接続され、前記水分及び前記フッ酸が除去された前記排ガスに含まれる前記粉体を除去し、該粉体が除去された前記排ガスを前記分析計に供給する粉体除去ユニットと、
を有することを特徴とするガス分析計用前処理装置。
【請求項２】
前記水分除去ユニットは、耐食性を有する容器と、該容器を冷却する冷却機構と、を有することを特徴とする請求項１記載のガス分析計用前処理装置。
【請求項３】
前記水分除去ユニットは、前記排ガス処理装置と接続され、かつ温度が室温とされた第１の水分除去部と、
前記第１の水分除去部及び前記フッ酸除去ユニットと接続され、かつ２０℃以下の温度に冷却された第２の水分除去部と、
を有することを特徴とする請求項１記載のガス分析計用前処理装置。
【請求項４】
前記フッ酸除去ユニットは、乾式除去剤が充填された容器であることを特徴とする請求項１ないし３のうち、いずれか１項記載のガス分析計用前処理装置。
【請求項５】
前記乾式除去剤が、マンガン系乾式除去剤またはカルシウム系乾式除去剤であることを特徴とする請求項４記載のガス分析計用前処理装置。
【請求項６】
前記粉体除去ユニットは、インラインフィルターであることを特徴とする請求項１ないし５のうち、いずれか１項記載のガス分析計用前処理装置。
【請求項７】
前記分析計は、フーリエ変換赤外分光光度計であることを特徴とする請求項１ないし６のうち、いずれか１項記載のガス分析計用前処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＦＣ(パーフルオロコンパウンド)ガスを分析するガス分析計に導入される排ガスに含まれる分析妨害成分を予め除去可能なガス分析計用前処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、液晶ディスプレイ、及び太陽電池パネル等の電子デバイスを製造する際に使用する電子デバイス製造装置では、エッチング処理やチャンバーのクリーニング処理等のプラズマプロセスにおいて、四フッ化メタン（ＣＦ４）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、三フッ化窒素（ＮＦ３）等の全フッ素置換化合物類（ＰＦＣｓ：ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）が大量に使用されている。
【０００３】
上記全フッ素置換化合物類（以下、「ＰＦＣｓ」という）は、一部が未分解のまま電子デバイス製造装置から排出されるだけでなく、プラズマ分解後に副生成されて電子デバイス製造装置から排出される場合もある。
一方で、非常に高い地球温暖化係数（ＧＷＰ）、及び極めて長い大気寿命を有するＰＦＣｓの大気放出量の削減は、国際的な重要課題となっている。
【０００４】
日本国内では、地球温暖化対策の推進に関する法律によって、ＰＦＣｓを一定量以上排出する事業者に対して、ＰＦＣｓの排出量を国へ報告することが義務付けられている。
そのため、電子デバイス製造工場では、電子デバイス製造装置から排出される排ガスに含まれるＰＦＣｓを分解処理する排ガス処理装置（「除害装置」ともいう）の導入が進んでいる。
【０００５】
また、報告排出量は、購入量及びデフォルト係数を適用した計算式から算出できるが、電子デバイス製造装置、電子デバイス製造装置を用いたプロセス、及び排ガス処理装置が多種多様であるため、全ての場合において、正確な排出量を算出することは困難である。
また、近年、排ガス処理装置の性能の向上により、実際の排出量が、デフォルト係数による計算値よりも少ないことが多い。
【０００６】
従来、排ガス処理装置の性能確認は、納入時やメンテナンス後の立上げ作業時のときのみに行われることが一般的であった。
しかしながら、電子デバイス製造装置に導入されるＰＦＣｓガス流量を含むプロセス条件や排ガス処理装置の運転状態によっても、排ガス処理装置から排出されるＰＦＣｓの流量が変動するため、分析計で測定した実測値で報告することが推奨されている。
【０００７】
特に、排出量が多い事業者にとっては、排出権取引の観点からも実測することが有効であり、排ガス処理装置の性能を常時監視することも求められる。測定対象となるＰＦＣｓは、ＣＦ４，ＳＦ６、ＮＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、ＣＨＦ３等であり、これらの濃度は数ｐｐｍ〜数十ｐｐｍ程度が一般的である。
【０００８】
分析計としては、複数かつ低濃度のＰＦＣｓを1台で分析可能なフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ：Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｉｎｆｒａｒｅｄ  ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）が広く採用されている。
一方、排ガス処理装置としては、ＰＦＣｓが非常に安定な成分であることから、燃焼式や加熱分解式の排ガス処理装置が広く採用されており、排ガスがダクトに導出する前に水で冷却することが多い。
【０００９】
そのため、排ガス処理装置から排出される排ガス中には、モノシラン（ＳｉＨ４）等の成膜ガスやエッチング及びクリーニングによる副生成に起因する粉体（例えば、粉状Ｓｉ酸化物）、及びＰＦＣｓの分解によって副生成されるフッ酸(ＨＦ)の他に、多量の水分が含まれる。
したがって、排ガス処理装置を経由した排ガスを分析する場合、粉体、フッ酸、及び水分が配管閉塞や光学セル窓の曇りを誘発するため、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）の分析感度が経時的に劣化するという問題があった。
【００１０】
特許文献１には、分析計の上流側に水分及びダストを除去する前処理装置を設けることが開示されている。具体的には、特許文献１には、鉛直方向に長い袋状の容器に、サンプリングした排ガスを導入し、水分及びダストを前記容器の底部にトラップして、残りの分析対象ガスを分析計に送る前処理装置が開示されている。
【００１１】
特許文献２には、ガス分析計に導入する試料ガス中に含まれる固形異物を洗浄液にバブリング（気泡通気）させて除去するためのバブラーを備えたガス分析計用前処理装置が開示されている。
【００１２】
特許文献３には、排ガス導入管と、排ガス導入管内の付着ダストを掻き取る掻き取り機と、排ガス導入管の上部に排ガス導入管と連通して設けられたケーシングと、ケーシングに内蔵されたバグフィルタと、バグフィルタの付着ダストを払い落とす払い落とし機と、を備え、排ガス測定口から排ガス導入管を介して吸引した排ガスを、ケーシング内のバグフィルタで濾過した後に分析計へ供給する排ガス分析用サンプリング装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−１２８０２９号公報
【特許文献２】特開２００１−５９８０２号公報
【特許文献３】特開平０９−１２６９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１記載の前処理装置では、水分を含んだダストが激しく吸着するため、ヘドロ状の堆積物が生成しやすくなる。その結果、サンプリングラインの閉塞が起こりやすく、頻繁にメンテナンスをする必要があるという問題があった。
【００１５】
また、特許文献２記載のガス分析計用前処理装置を用いて、排ガス処理装置から排出される排ガスを前処理した場合（バブリング法を用いた場合）、多量のフッ酸排水（濃度が数ｐｐｍ）の処理が問題となる。
また、特許文献３記載の排ガス分析用サンプリング装置を用いて、排ガス処理装置から排出される排ガスを処理した場合、バグフィルタを用いるため（バグフィルタ法を用いるため）、装置が大型化して、分析応答性が劣化するという問題があった。
【００１６】
そこで、本発明は、分析応答性を低下させることなく、排ガス処理装置を経由した排ガスに含まれる粉体（例えば、粉状Ｓｉ酸化物）、フッ酸、及び水分を効率よく除去でき、かつメンテナンスの頻度を低減できるガス分析計用前処理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】
【００１７】
本発明者は、上記課題を解決するために、微量ＰＦＣｓの分析を妨害しないように、排ガス処理装置と分析計の間で分析妨害成分である粉状（例えば、Ｓｉ酸化物）、フッ酸（ＨＦ）、及び水分を効率的に除去することが必要であるという考えに至った。
【００１８】
この場合、当然、ＰＦＣｓを分解する手段は、ガス分析計用前処理装置として用いることができない。また、ＰＦＣｓを吸着する手段は、分析応答性を劣化させる要因となるため、ガス分析計用前処理装置として用いることができない。
また、サンプリングガスの流路が大きい構造や、滞留が起こりやすい構造も、分析応答性を劣化させる要因となるため、ガス分析計用前処理装置として用いることができない。
【００１９】
本発明は、上記条件を満たし、かつ、ガス分析計用前処理装置のメンテナンスの頻度を低減することを目的として鋭意研究を重ねた結果である。
先に、「発明が解決しようとする課題」で説明したように、排ガス処理装置から排出された排ガスに含まれる粉体を除去する方法として、バブリング法（特許文献２に記載の方法）やバグフィルタ法（特許文献３記載の方法）は不適切であり、フィルター式が望ましい。
【００２０】
しかしながら、排ガス処理装置の排ガスは、露点が６０〜８０度になる場合もあるため、始めに粉体除去を行なった場合、粉体に水が吸収されてヘドロ状の堆積物が生成され、サンプリングラインの閉塞が起こりやすくなる。そのため、頻繁にメンテナンスをする必要がある。したがって、水分を除去した後に粉体を除去する構成が望ましいという考えに至った。
【００２１】
水分除去については、排ガス中の水分濃度が非常に高いため、反応式や吸着式では反応剤及び吸着剤の交換が頻繁になるため、結露させて除去する方法が望ましい。
【００２２】
また、フッ酸除去については、簡略な構造にするという観点から吸着式が望ましく、カルシウム等を利用できることが広く知られている。例えば、酸化カルシウム剤を用いれば、水とフッ酸を同時に除去できるが、水分量が多すぎるため、吸着剤がすぐに破過してしまうため、交換作業が煩雑となる。
【００２３】
同様に、フッ酸を吸着する吸着剤の多くは水分を吸着する特性をもっているため、多量の水分を含む環境ではフッ酸の吸着量が大幅に少なくなってしまう。したがって、フッ酸を除去する前に、水分を除去する構成が望ましい。
また、フッ酸は、非常に腐食性が強く、フッ酸に暴露される流路に耐食性の強い配管を用いる必要がある。このため、早い段階でフッ酸を除去する方がガス分析計用前処理装置の構成を簡略化できる。
【００２４】
上記説明したように、本発明者は、上記課題を解決するために、排ガス処理装置の排ガス中に含まれる水分、フッ酸、及び粉体を、この順番で除去してから分析計に排ガスを導く構成にすることで、排ガス処理装置を経由した排ガスに含まれる水分、フッ酸、及び粉体を効率よく除去でき、かつメンテナンスの頻度を低減することのできるガス分析計用前処理装置を提供できるという考えに至った。
【００２５】
そこで、本発明者は、上記知見についてさらに研究を進めた結果、以下の手段を有する本発明を完成するに至った。すなわち、上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
【００２６】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明によれば、ＰＦＣを含む排ガスを分解処理する排ガス処理装置と前記排ガスに含まれるＰＦＣｓを分析する分析計との間に設けられ、前記排ガス処理装置が排出する前記排ガスを前処理して、該前処理した前記排ガスを前記分析計に供給するガス分析計用前処理装置であって、前記排ガス処理装置と接続され、前記排ガス処理装置が排出する前記排ガスに含まれる水分を除去する水分除去ユニットと、前記水分除去ユニットと接続され、前記水分が除去された前記排ガスに含まれるフッ酸を除去するフッ酸除去ユニットと、前記フッ酸除去ユニット及び前記分析計と接続され、前記水分及び前記フッ酸が除去された前記排ガスに含まれる前記粉体を除去し、該粉体が除去された前記排ガスを前記分析計に供給する粉体除去ユニットと、を有することを特徴とするガス分析計用前処理装置が提供される。
【００２７】
また、請求項２に係る発明によれば、前記水分除去ユニットは、耐食性を有する容器と、該容器を冷却する冷却機構と、を有することを特徴とする請求項１記載のガス分析計用前処理装置が提供される。
【００２８】
また、請求項３に係る発明によれば、前記水分除去ユニットは、前記排ガス処理装置と接続され、かつ温度が室温とされた第１の水分除去部と、前記第１の水分除去部及び前記フッ酸除去ユニットと接続され、かつ２０℃以下の温度に冷却された第２の水分除去部と、を有することを特徴とする請求項１記載のガス分析計用前処理装置が提供される。
【００２９】
また、請求項４に係る発明によれば、前記フッ酸除去ユニットは、乾式除去剤が充填された容器であることを特徴とする請求項１ないし３のうち、いずれか１項記載のガス分析計用前処理装置が提供される。
【００３０】
また、請求項５に係る発明によれば、前記乾式除去剤が、マンガン系乾式除去剤またはカルシウム系乾式除去剤であることを特徴とする請求項４記載のガス分析計用前処理装置が提供される。
【００３１】
また、請求項６に係る発明によれば、前記粉体除去ユニットは、インラインフィルターであることを特徴とする請求項１ないし５のうち、いずれか１項記載のガス分析計用前処理装置が提供される。
【００３２】
また、請求項７に係る発明によれば、前記分析計は、フーリエ変換赤外分光光度計であることを特徴とする請求項１ないし６のうち、いずれか１項記載のガス分析計用前処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００３３】
本発明のガス分析計用前処理装置によれば、排ガス処理装置と接続され、排ガス処理装置が排出する排ガスに含まれる水分を除去する水分除去ユニットと、水分除去ユニットと接続され、水分が除去された排ガスに含まれるフッ酸を除去するフッ酸除去ユニットと、フッ酸除去ユニット及び分析計と接続され、水分及びフッ酸が除去された排ガスに含まれる粉体を除去し、粉体が除去された排ガスを分析計に供給する粉体除去ユニットと、を有することにより、粉体に水が吸収されてヘドロ状の堆積物が生成されることがなくなる。
これにより、排ガス処理装置が排出する排ガスに含まれる水分、フッ酸、及び粉体（例えば、Ｓｉ粉体）を効率よく除去でき、かつガス分析計用前処理装置のメンテナンスの頻度を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るガス分析計用前処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の変形例に係るガス分析計用前処理装置の概略構成を示す図である。
【図３】実施例１のガス分析計用前処理装置に濃度が既知であるＣＦ４、ＳＦ６、及びＮＦ３を含むガスを導入した際の分析結果を示す図である。
【図４】参考例２のガス分析計用前処理装置に濃度が既知であるＣＦ４、ＳＦ６、及びＮＦ３を含むガスを導入した際の分析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るガス分析計用前処理装置の概略構成を示す図である。図１では、説明の便宜上、本実施の形態のガス分析計用前処理装置１０と接続される排ガス処理装置１１及び分析計１２を図示する。また、図１に示す矢印は、排ガス処理装置１１により分解処理された排ガスの移動方向を示している。
【００３６】
図１を参照するに、本実施の形態のガス分析計用前処理装置１０は、排ガス処理装置１１と分析計１２との間に設けられており、水分除去ユニット１５と、フッ酸除去ユニット１６と、粉体除去ユニット１７と、を有する。
水分除去ユニット１５は、耐食性を有する容器（図示せず）と、該容器を冷却する冷却機構（図示せず）と、を有する。水分除去ユニット１５は、排ガス処理装置１１と接続されており、排ガス処理装置１１が排出する排ガスに含まれる水分を除去する。また、水分除去ユニット１５は、フッ酸除去ユニット１６と接続されており、水分を除去した排ガスをフッ酸除去ユニット１６に供給する。
【００３７】
なお、排ガス処理装置１１は、半導体デバイス、液晶ディスプレイ、及び太陽電池パネル等の電子デバイスを製造する際に使用する電子デバイス製造装置（図示せず）と接続されており、該電子デバイス製造装置から排出されるＰＦＣ（パーフルオロコンパウンド）を含む排ガスを分解処理する。
【００３８】
水分除去ユニット１５は、下流側配管内での結露を予防するため、排ガスの露点が設置環境温度以下、望ましくは２０℃以下となるように温度制御するとよい。
これにより、ガス分析計用前処理装置１０が温度管理された屋内に設置されている場合、これ以降に配置された配管（排ガスが通過する管路）を加温する必要がなくなるため、ガス分析計用前処理装置１０を簡便な構成にすることができる。但し、ガス分析計用前処理装置１０の設置環境が屋外の場合には、さらに露点を下げるか、或いはこれ以降の配管を加温することが必要である場合もある。
【００３９】
また、分析計１２により、数ｐｐｍ〜数十ｐｐｍレベルの微量のＰＦＣｓ（全フッ素置換化合物類、ＰＦＣｓ：ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）を分析する場合、分析対象成分によっては、露点２０℃程度の水分が分析妨害成分となる場合がある。このため、例えば、ＣＦ４の微量分析を行なう場合には、露点を１０℃以下にすることが好ましい。
【００４０】
水分除去ユニット１５を構成する容器の一例としては、例えば、直径が５〜２０ｃｍ程度、高さが１０〜５０ｃｍ程度であって、上部にガス導入配管とガス導出配管、下部にドレイン配管が繋がった容器を挙げることができる。また、水分除去ユニット１５を構成する容器の材質としては、例えば、ステンレス、ハステロイ、テフロン（登録商標）等から選択することができる。
水分除去ユニット１５を構成する冷却機構の一例としては、例えば、容器の外周部に冷却水を流す水冷式冷却機構や、ペルチェ等の熱交換器を取り付ける電子冷却式冷却機構等様々な方法を採用することが可能である。
【００４１】
フッ酸除去ユニット１６は、乾式除害剤（図示せず）が充填された容器（図示せず）である。フッ酸除去ユニット１６は、下流側配管の腐食を予防するため、排ガスに含まれるフッ酸の濃度を数ｐｐｍ以下にするためのユニットである。
【００４２】
フッ酸除去ユニット１６を構成する容器の大きさ及び乾式除害剤の充填量は、処理対象ガス中に含まれるフッ酸濃度および処理対象ガス流量に応じて、適宜選択することが可能である。乾式除害剤としては、例えば、カルシウム系乾式除害剤やマンガン系乾式除害剤等を用いることができる。乾式除害剤としては、上記カルシウム系乾式除害剤及びマンガン系乾式除害剤の他にもフッ酸を吸着除去するものの中から適宜選択することが可能である。ただし、ＰＦＣｓを吸着する材料（例えば、活性炭等）で構成された乾式除害剤は使用することができない。
【００４３】
粉体除去ユニット１７は、フッ酸除去ユニット１６及び分析計１２と接続されている。粉体除去ユニット１７は、水分及びフッ酸が除去された排ガスに含まれる粉体（例えば、粉状Ｓｉ酸化物）を除去すると共に、該粉体が除去された排ガスを分析計１２に供給する。粉体除去ユニット１７としては、簡便なインラインフィルターを用いることができる。
ただし、粉体の除去と共に、圧力損失が大きくなるため、上記インラインフィルターとしては、表面積の大きいフィルターが望ましい。具体的には、例えば、焼結金属製のメンブレンフィルターやＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製のメンブレンフィルター等を用いることができる。
【００４４】
分析計１２は、粉体除去ユニット１７から供給された水分、フッ酸、及び粉体が除
去された排ガスに含まれるＰＦＣｓを分析する。分析計１２としては、例えば、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）を用いることができる。フーリエ変換赤外分光光度計は、複数かつ低濃度のＰＦＣｓを1台で分析できるというメリットがある。
【００４５】
なお、分析計１２は、分析妨害成分を除去した後の排ガス中のＰＦＣｓの分析を目
的とするため、キャビティーリングダウン分光分析装置（ＣＲＤＳ）のようなレーザ分光技術に基づく分析装置やガスクロマトグラフィ分析装置などのＰＦＣガスを分析できる様々な分析装置から選択することができる。
【００４６】
本実施の形態のガス分析計用前処理装置によれば、排ガス処理装置と接続され、排ガス処理装置１２が排出する排ガスに含まれる水分を除去する水分除去ユニット１５と、水分除去ユニット１５と接続され、水分が除去された排ガスに含まれるフッ酸を除去するフッ酸除去ユニット１６と、フッ酸除去ユニット１５及び分析計１２と接続され、水分及びフッ酸が除去された排ガスに含まれる粉体を除去し、該粉体が除去された排ガスを分析計１２に供給する粉体除去ユニット１７と、を有することにより、粉体に水が吸収されてヘドロ状の堆積物が生成されることがなくなる。
これにより、排ガス処理装置１２が排出する排ガスに含まれる水分、フッ酸、及び粉体（例えば、粉状Ｓｉ酸化物）を効率よく除去でき、かつガス分析計用前処理装置１０のメンテナンスの頻度を低減することができる。
【００４７】
図２は、本発明の実施の形態の変形例に係るガス分析計用前処理装置の概略構成を示す図である。図２において、図１に示す本実施の形態のガス分析計用前処理装置１０と同一構成部分には同一符号を付す。
【００４８】
図２を参照するに、本実施の形態の変形例に係るガス分析計用前処理装置２０は、本実施の形態のガス分析計用前処理装置１０に設けられた水分除去ユニット１５の替わりに水分除去ユニット２１を設けた以外は、ガス分析計用前処理装置１０と同様に構成される。
水分除去ユニット２１は、排ガス処理装置１１と接続され、かつ温度が室温とされた第１の水分除去部２２と、第１の水分除去部２２及びフッ酸除去ユニット１６と接続され、かつ２０℃以下の温度に冷却された第２の水分除去部２３と、を有する。つまり、水分除去ユニット２１では、第１及び第２の水分除去部２２，２３により、排ガスに含まれる水分の除去を行なう。
【００４９】
本実施の形態の変形例に係るガス分析計用前処理装置によれば、排ガス処理装置１１と接続され、かつ温度が室温とされた第１の水分除去部２２と、第１の水分除去部２２及びフッ酸除去ユニット１６と接続され、かつ２０℃以下の温度に冷却された第２の水分除去部２３と、を有することにより、水分除去ユニット２１内に導入される排ガスの露点と水分除去後の排ガスの露点とが大きく異なる場合、第２の水分除去部２３を冷却する冷却機構（図示せず）の負荷を小さくすることができる。
【００５０】
また、フッ酸は水に溶解しやすく、かつフッ酸の沸点が１９．９℃であることから、水分除去部２１で水分と同時にフッ酸の一部を除去することが可能となり、水分除去部２１の後段に配置されたフッ酸除去部１６の負荷を小さくすることができる。
また、水分除去部２１で除去した水分はフッ酸排水として処理する必要があるが、スクラバー等と比較して、その排水量は非常に少ないため、貯留した後にフッ酸排水処理施設に移設して処理する方法を用いることができる。
【００５１】
さらに、本実施の形態の変形例に係るガス分析計用前処理装置２０は、本実施の形態のガス分析計用前処理装置１０と同様な効果を得ることができる。
【００５２】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００５３】
（実施例１）
実施例１では、直径が１０ｃｍで高さが２５ｃｍのステンレス容器にペルチェが取り付けられた水分除去ユニットと、直径が５ｃｍで高さが３０ｃｍのステンレス容器にマンガン系乾式除害剤が充填されたフッ酸除去ユニットと、表面積が５００ｃｍ２のＰＴＦＥメンブレンフィルターよりなる粉体除去ユニットと、を用いて、実施例１のガス分析計用前処理装置を構成した。このとき、水分除去ユニットを構成する容器の外壁温度を２０℃とした。
【００５４】
また、排ガス処理装置（ＰＦＣ除害装置）から水分除去ユニットに、濃度１０００ｐｐｍのＳｉＦ４を含む排ガスを供給し、実施例１のガス分析計用前処理装置により、排ガスに含まれる水分、フッ酸、及び粉体の除去を行い、その後、分析計により、水分、フッ酸、及び粉体が除去された排ガスに含まれるＰＦＣｓの濃度を測定し、実施例１のガス分析計用前処理装置の性能を評価した。分析計には、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）を用いた。
【００５５】
排ガス処理装置の排ガスには、ＳｉＦ４に起因するシリコン酸化物（粉体）の他に、露点７０℃の水分と、濃度が５０００ｐｐｍのフッ酸が含まれていた。実施例１のガス分析計用前処理装置を、1ヶ月間連続使用したが、配管の閉塞等のトラブルは発生しなかった。また、フーリエ変換赤外分光光度計によるＰＦＣｓの分析も問題なく実施できた。
【００５６】
次に、実施例１のガス分析計用前処理装置の上流側に、濃度が既知であるＣＦ４、ＳＦ６、及びＮＦ３を含むガスを導入し、分析計１２であるＦＴ−ＩＲを用いて分析を行なった。
このとき、始めの５分間は、実施例１のガス分析計用前処理装置の入口側のガスを分析し、次の５分間については、分析計にＮ２ガスを導入してパージし、最後の５分間では、実施例１のガス分析計用前処理装置の出口側のガスを分析した。図３にこの結果を示す。図３は、応答性を判断するための図である。
【００５７】
図３は、実施例１のガス分析計用前処理装置に濃度が既知であるＣＦ４、ＳＦ６、及びＮＦ３を含むガスを導入した際の分析結果を示す図である。
図３を参照するに、実施例１のガス分析計用前処理装置の入口側の濃度と、実施例１のガス分析計用前処理装置の出口側と、が一致しており、実施例１のガス分析計用前処理装置内でＰＦＣｓが分解されていないことが確認された。
また、分析ラインを切り替え後、３０秒以内に９０%以上の応答性をしており、分析応答性においても問題がないことが確認できた。
【００５８】
（実施例２）
実施例２のガス分析計用前処理装置は、実施例１のガス分析計用前処理装置のフッ酸除去ユニットを構成するマンガン系乾式除害剤に替えて、カルシウム系乾式除害剤を用いた以外は、実施例１のガス分析計用前処理装置と同様に構成した。
【００５９】
排ガス処理装置（ＰＦＣ除害装置）から水分除去ユニットに、濃度１０００ｐｐｍのＳｉＦ４を含む排ガスを供給し、実施例２のガス分析計用前処理装置により、排ガスに含まれる水分、フッ酸、及び粉体の除去を行い、その後、分析計により、水分、フッ酸、及び粉体が除去された排ガスに含まれるＰＦＣｓの濃度を測定し、実施例２のガス分析計用前処理装置の性能を評価した。分析計には、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）を用いた。
【００６０】
排ガス処理装置の排ガスには、ＳｉＦ４に起因するシリコン酸化物（粉体）の他に、露点７０℃の水分と、濃度が５０００ｐｐｍのフッ酸が含まれていた。実施例２のガス分析計用前処理装置を、1ヶ月間連続使用したが、配管の閉塞等のトラブルは発生しなかった。また、フーリエ変換赤外分光光度計によるＰＦＣｓの分析も問題なく実施できた。
【００６１】
次に、実施例２のガス分析計用前処理装置の上流側に、濃度が既知であるＣＦ４、ＳＦ６、及びＮＦ３を含むガスを導入し、分析計１２であるＦＴ−ＩＲにより分析を行なった。
このとき、始めの５分間は、実施例２のガス分析計用前処理装置の入口側のガスを分析し、次の５分間については、分析計にＮ２ガスを導入してパージし、最後の５分間では、実施例１のガス分析計用前処理装置の出口側のガスを分析した。
【００６２】
この分析結果から、実施例２のガス分析計用前処理装置の入口側の濃度と、実施例２のガス分析計用前処理装置の出口側と、が一致し、実施例２のガス分析計用前処理装置内でＰＦＣｓが分解されていないことが確認された。
また、分析ラインを切り替え後における分析応答性、及び分析濃度においても問題がないことが確認できた。
【００６３】
（参考例１）
実施例１のガス分析計用前処理装置を構成する水分除去ユニットを構成する容器の外壁温度を室温と同じ３０℃とし、その他の条件については実施例1と同じにして、排ガスの前処理及び分析を行なった。
この結果、水分除去ユニットの出口以降の配管において、わずかながら結露していることが確認された。また、ステンレス配管が腐食していることも確認された。
これは、結露した部分にフッ酸が溶解し、高濃度フッ酸水となって腐食が進行したことを意味しており、水分除去ユニットの水分除去性能が不十分であったことを示している。
【００６４】
（比較例１）
実施例１のガス分析計用前処理装置を構成する水分除去ユニット、フッ酸除去ユニット、及び粉体除去ユニットの順番を、粉体除去ユニット、水分除去ユニット、フッ酸除去ユニットの順番に並べ替え、その他の条件は実施例1と同じとして、排ガスの前処理及び分析を行なった。
この結果、５日間程度でフィルター前後の差圧が１０ｋＰａ程度となり、フーリエ変換赤外分光光度計の分析セル部の圧力が３０ｋＰａ程度低下した。これは、フィルターを交換する必要があることを意味する。つまり、比較例１のガス分析計用前処理装置の構成では、フィルターの交換サイクルが短く、実用上好ましくないことが確認できた。
【００６５】
（参考例２）
実施例１のガス分析計用前処理装置を構成するフッ酸除去ユニットを構成するマンガン系乾式除害剤に替えて、活性炭系乾式除害剤を用い、その他の条件については実施例1と同じにして、排ガスの前処理及び分析を行なった。
【００６６】
具体的には、参考例２のガス分析計用前処理装置の上流側に、濃度が既知であるＣＦ４、ＳＦ６、及びＮＦ３を含むガスを導入し、分析計であるＦＴ−ＩＲにより分析を行なった。
このとき、始めの５分間は、参考例３のガス分析計用前処理装置の入口側のガスを分析し、次の５分間については、分析計にＮ２ガスを導入してパージし、最後の５分間では、参考例３のガス分析計用前処理装置の出口側のガスを分析した。
【００６７】
図４は、参考例２のガス分析計用前処理装置に濃度が既知であるＣＦ４、ＳＦ６、及びＮＦ３を含むガスを導入した際の分析結果を示す図である。
図４を参照するに、参考例２のガス分析計用前処理装置の出口側において、ＳＦ６が検出されていないことが確認できた。また、参考例２のガス分析計用前処理装置の出口側におけるＮＦ３の濃度が、参考例２のガス分析計用前処理装置の入口側の濃度より低濃度になっていることが確認できた。
【００６８】
さらに、濃度が既知であるフッ酸を含むガスを導入し、参考例２のガス分析計用前処理装置の下流側でフッ酸が検出されるまでの時間を評価した結果、実施例1で使用したマンガン系乾式除害剤の場合の１／５の時間でフッ酸が検出された。これらの結果から、活性炭系乾式除害剤が、本用途には不適当であることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、ＰＦＣ(パーフルオロコンパウンド)ガスを分析するガス分析計に導入される排ガスに含まれる分析妨害成分を予め除去可能なガス分析計用前処理装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１０，２０…ガス分析計用前処理装置、１１…排ガス処理装置、１２…分析計、１５，２１…水分除去ユニット、１６…フッ酸除去ユニット、１７…粉体除去ユニット、２２…第１の水分除去部、２３…第２の水分除去部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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