(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のガラス製外管と、前記ガラス製外管に挿入された円筒状の紫外線ランプと、前記ガラス製外管と前記紫外線ランプとの間のドーナツ状断面空間に充填された二酸化チタン被膜ガラスビーズと、前記ガラス製外管及び前記紫外線ランプの両端部を密封するエンドキャップとから構成され、且つ前記ガラス製外管の長手方向の一端側にはガスを導入するためのガス入口が設けられ、他端側にはガス出口が設けられた光反応ユニットにおいて、紫外線を照射しつつ、前記ガス入口から前記ガス出口に向かって６フッ化イオウを含むガスを流通させることを特徴とする、６フッ化イオウの分解方法。
【請求項２】
６フッ化イオウを含むガスが、半導体製造装置から排出される排ガスである請求項１に記載の６フッ化イオウの分解方法。
【請求項３】
円筒状のガラス製外管と、前記ガラス製外管に挿入された円筒状の紫外線ランプと、前記ガラス製外管と前記紫外線ランプとの間のドーナツ状断面空間に充填された二酸化チタン被膜ガラスビーズと、前記ガラス製外管及び前記紫外線ランプの両端部を密封するエンドキャップとから構成され、且つ前記ガラス製外管の長手方向の一端側にはガスを導入するためのガス入口が設けられ、他端側にはガス出口が設けられた光反応ユニットが、半導体製造装置から排出される６フッ化イオウを含む排ガスの流路に接続されていることを特徴とする６フッ化イオウの分解装置。
【請求項４】
円筒状のガラス製外管と、前記ガラス製外管に挿入された円筒状の紫外線ランプと、前記ガラス製外管と前記紫外線ランプとの間のドーナツ状断面空間に充填された二酸化チタン被膜ガラスビーズと、前記ガラス製外管及び前記紫外線ランプの両端部を密封するエンドキャップとから構成され、且つ前記ガラス製外管の長手方向の一端側にはガスを導入するためのガス入口が設けられ、他端側にはガス出口が設けられた光反応ユニットが、６フッ化イオウ製造装置又は６フッ化イオウを含む機器の廃棄装置から排出される６フッ化イオウを含むガスの流路に接続されていることを特徴とする６フッ化イオウの製造装置又は６フッ化イオウを含む機器の廃棄装置から排出される６フッ化イオウの分解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス中に含まれる６フッ化イオウの分解方法及び分解装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造プロセスで用いられる薄膜の形成方法の１つに、ＣＶＤ法がある。ＣＶＤ法は、形成させようとする薄膜材料を構成する元素からなる１種または２種以上の化合物例えばハロゲン化物、硫化物、水素化合物等または単体のガスを基板上に供給し、気相または基板表面での化学反応（例えば高温中で熱分解、酸化、還元、重合、気相化合反応物等）により所望の薄膜を基板上に沈着、形成させる方法である。ＣＶＤ法は化学反応であるため、非常に広範囲かつ多様な物質の薄膜形成が可能であり、また、種々の気体反応材料を組み合わせにより、自由な組成の制御が可能となり、今までに知られていなかった全く新しい構造・組成の薄膜を合成することができ、しかも、それらの物質の融点よりも充分に低い温度で薄膜を形成できる方法である。
【０００３】
ＣＶＤ法により、例えばＳｉＨ４(モノシラン)、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）等の成膜用原料を供給することにより、Ｓｉ基板等にＳｉＯ２薄膜を形成することができる。しかし、ＣＶＤ装置からの排ガスには、薄膜形成に寄与しなかった未反応の原料ガスばかりでなく、ＳｉＯ２等の粉塵や、成膜過程において副生するアルコール、アルデヒド及び粘性の高いポリシロキサン等さらには、フッ化イオウなどのフッ化物等が含まれる。さらに、上記薄膜の形成工程以外に、例えばチャンバーのクリーニング工程もしくはエッチング工程においても、未反応のフッ化イオウ等フッ化物を含むガスが排出される。排ガス中のこれらの成分は有害なものが多く、大気中にそのまま排出することは人体及び環境に悪影響を及ぼす恐れがあるために禁止されている。
【０００４】
ＣＶＤ装置排ガスを処理するための装置として次のようなものが先行技術として開示されている。例えば特開平5−261232号公報には、湿式排ガス処理装置として、常圧ＣＶＤ装置からの排ガスを処理するスクラバにおいて、スクラバのシャワーノルズからアニオン系界面活性剤またはノニオン系界面活性剤含有洗浄水を噴霧することを特徴とするスクラバが記載されている。
また、特開３−229609号公報には、乾式ＣＶＤ廃ガス処理装置として、ＣＶＤ排ガスの固形成分を微粉体として収集・廃棄する装置であって、水シャワーを用いず冷却と廃ガスの廃棄通路に設けた複数体の金網表面に微粉体を堆積させ、真空掃除機で微粉体を浮遊・吸引して廃棄する装置が記載されている。
【０００５】
しかしながら、上記の方法によっても、ＣＶＤ装置のような半導体装置から排出される６フッ化イオウガスを無害化することは著しく困難であり、この６フッ化イオウガスを除去する実際的な方法は提出されていない。
また上記半導体装置以外にも、６フッ化イオウの製造装置または６フッ化イオウを含む機器の廃棄装置からも６フッ化イオウを含むガスが排出され、これを処理することが必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記に鑑み、６フッ化イオウを効率的に分解できる方法及び装置を提出することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円筒状のガラス製外管と、前記ガラス製外管に挿入された円筒状の紫外線ランプと、前記ガラス製外管と前記紫外線ランプとの間のドーナツ状断面空間に充填された二酸化チタン被膜ガラスビーズと、前記ガラス製外管及び前記紫外線ランプの両端部を密封するエンドキャップとから構成され、且つ前記ガラス製外管の長手方向の一端側にはガスを導入するためのガス入口が設けられ、他端側にはガス出口が設けられた光反応ユニットにおいて、紫外線を照射しつつ、前記ガス入口から前記ガス出口に向かって６フッ化イオウを含むガス、例えばＣＶＤ装置のような半導体製造装置、あるいは６フッ化イオウを製造する装置、または６フッ化イオウを含む機器の廃棄装置から排出される６フッ化イオウを含むガスを流通させることにより、６フッ化イオウを分解する方法を提供する。
さらにまた本発明は、円筒状のガラス製外管と、前記ガラス製外管に挿入された円筒状の紫外線ランプと、前記ガラス製外管と前記紫外線ランプとの間のドーナツ状断面空間に充填された二酸化チタン被膜ガラスビーズと、前記ガラス製外管及び前記紫外線ランプの両端部を密封するエンドキャップとから構成され、且つ前記ガラス製外管の長手方向の一端側にはガスを導入するためのガス入口が設けられ、他端側にはガス出口が設けられた光反応ユニットが、半導体製造装置等から排出される６フッ化イオウを含むガスの流路に接続されていることを特徴とする６フッ化イオウの分解装置を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に使用される光触媒は、二酸化チタンである。二酸化チタンとしてはルチル型、アナターゼ型のいずれでもかまわない。光触媒は、光触媒担持体に担持して用いられる。光触媒をその表面に担持した光触媒担持体は、二酸化チタンを含有する被膜を形成したガラスビーズである。
【０００９】
ガラスビーズに二酸化チタンの被膜を形成させる方法としては、ゾル−ゲル法、塗布熱分解法等がある。この場合の二酸化チタンの量は、ガラスビーズの量に対して５〜１５重量％であることが好ましい。ガラスビーズの径は、２〜４ｍｍが好適である。二酸化チタンを含有する被膜の厚さは、０．０１〜１．０ｍｍが好ましい。
【００１０】
本発明の６フッ化イオウの分解方法は、ＣＶＤなどの半導体製造装置から排出される６フッ化イオウを含む排ガス、６フッ化イオウの製造装置から排出される６フッ化イオウを含むガス、その他６フッ化イオウを含む機器の廃棄装置から排出される６フッ化イオウを含むガスに含まれる６フッ化イオウの分解装置に適用することができる。６フッ化イオウを含む機器の廃棄装置とは、リレー、トランスなどの６フッ化イオウを含む電気機器を廃棄する際に６フッ化イオウを回収する装置である。
【００１１】
以下図１を参照しつつ、本発明の６フッ化イオウ分解装置について説明する。
図１は、本発明の６フッ化イオウ排ガス装置の一実施態様を示すもので、ＣＶＤ排ガス流路に、光触媒を具備する光反応ユニット複数個から構成される光触媒分解装置を併設してある。
即ち、ＣＶＤ排ガス流路１に分岐管１ａを設け、６フッ化イオウを含む排ガスが流路に流れる場合は、バルブ１ｃを閉じ、ポンプで排ガスを流路３からヘッダ４へ流入させる。排ガスは、ヘッダ４によって１０個の分岐管に分岐されてそれぞれが光触媒を具備する光反応ユニット５に導かれ、ガス中の６フッ化イオウは、所定波長の紫外線にさらされながら光触媒と接触しつつ光反応ユニット５内を通過する際に分解されることによって分解される。このようにして、６フッ化イオウが分解されることによって浄化された処理ガスは、再びヘッダ６によって集合させられ、流路７及び分岐管１ｂを経て流路１に戻される。
【００１２】
次に図２を参照しつつ、光反応ユニット５について説明する。図示の反応ユニット５は、全長が１４００ｍｍの細長い２重管構造の円筒形状をしている。２重管の内管１０は、３４ｍｍ径の市販の円筒状の紫外線ランプから構成されており、その機構は公知であり、かつ本発明の特徴をなすものではないので詳細な説明は省略する。
紫外線ランプ１０の外周は、ほぼ全面にわたって二酸化チタン被膜ガラスビーズ１１が存在している。そして、その紫外線ランプは、さらに大径のガラス製外管１２に挿入されることによって２重管構造となっている。この２重管構造の外管１２は本例では、５０ｍｍ径を有している。すなわち、本例の場合、二酸化チタン被膜ガラスビーズ１１は、２重管の外管と内管の間の空隙に、特に固定されることなく充填されているのである。
【００１３】
光反応ユニット５の両端はエンドキャップ１３、１４が取り付けされ両端部を密封するとともに外管１２と内管１０を固定支持している。外管１２の長手方向の一端側には、ガスを導入するためのガス入口１５が設けられ、他端側にはガス出口１６が設けられる。入口１５から導入された処理ガスは、内管１０すなわち紫外線ランプと外管１２との間のドーナツ状断面空間を入口１５から出口１６の方に向かって流通する。この際処理用ガスは、紫外線ランプ１０からの紫外線を浴びながらかつ二酸化チタン被膜ガラスビーズ１１に接触しつつ出口側に移動する際に光分解作用を受け、これによって浄化される。
【００１４】
図３は、本発明の分解装置の別の実施態様を示すもので、半導体装置から排出される排ガスの分解装置である。
すなわち、半導体装置排ガス流路１に分岐管１ａを設け、ガス流路中に設けたバルブ１ｃを閉じることにより、６フッ化イオウを含む排ガス流路を３に切り換え、光触媒を具備する光反応ユニット５に排ガスを導く。排ガス中の６フッ化イオウは、４００ｎｍ以下の紫外線にさらされながら光触媒と接触しつつ光反応ユニット５内を通過する際に分解される。光反応によって分解された６フッ化イオウは、ＳＯｘ、ＨＦ、Ｈ２Ｓ等となり、これらの物質は、適当な吸収剤及び／又は反応処理剤、例えば酸化カルシウムの如きアルカリ酸化物、アルカリ水酸化物、ゼオライト、活性炭等を備えた除害装置８内で吸収除去され、流路７および分岐管１ｂを経て流路１に戻される。
６フッ化イオウが浄化された排ガスは、さらにＣＶＤ排ガスフィルターなどを経てその他の有害物質が除去され、最終的には大気中へ放出される。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって更に説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明の分解装置を使用した試験結果を次の表１に示す。
ここで、ＣＶＤ装置としては、真空プラズマ法ＣＶＤ装置を用いた。
その運転条件は、昇温、真空達成後、６フッ化イオウを導入し、プラズマ発生状態でも６フッ化イオウを継続的に導入し、エッチングを行う条件下であった。
排ガスは、光触媒分解装置中で、滞留時間４〜６秒、紫外線出力１４Ｗの条件で処理された。
この場合の排ガス中の6フッ化イオウの濃度（ｐｐｍｖ）は次の通りであった。処理された排ガス中の生成物は、中和吸収剤の分析から、ＳＯｘ、ＨＦ、Ｈ２Ｓであった。
【００１６】
【表１】
0004253710.tif 000002
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によればＣＶＤ装置から排出される、６フッ化イオウを含む排ガスを、光触媒の存在下に光照射することにより、高度に浄化することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法に使用する分解装置の１例を示す図である。
【図２】本発明の分解装置における光反応ユニットの１例を示す図である。
【図３】本発明の方法に使用する分解装置の他の態様を示す図である。
【符号の説明】
１  流路
１ａ  分岐管
１ｂ  分岐管
１ｃ  バルブ
２  ポンプ
３  流路
４  ヘッダー
５  光反応ユニット
６  ヘッダー
７  流路
８  除害装置
１０  紫外線ランプ
１１  二酸化チタン被膜ガラスビーズ
１２  ガラス製外管
１３  エンドキャップ
１４  エンドキャップ
１５  ガス入口
１６  ガス出口
【図１】
0004253710.tif 000003
【図２】
0004253710.tif 000004
【図３】
0004253710.tif 000005