(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛の酸化物、水酸化物及び炭酸塩の中から選択された少なくとも１種の無機化合物並びに成形助剤とからなる基材に、硫黄原子を含有する還元剤を含有せしめてなる処理剤であって、該処理剤中の前記還元剤の含有量が、前記無機化合物１００重量部に対して１〜１２０重量部であることを特徴とするハロゲンガス用処理剤。
【請求項２】
前記還元剤が、亜硫酸塩、亜二チオン酸塩、四チオン酸塩、及びチオ硫酸塩の中から選択された少なくとも１種である、請求項１に記載されたハロゲンガス用処理剤。
【請求項３】
前記基材における亜鉛の酸化物、水酸化物、炭酸塩の総含有量が、該基材の５〜８０重量％である、請求項１又は２に記載されたハロゲンガス用処理剤。
【請求項４】
前記処理剤が、前記基材に前記還元剤を溶解した水溶液を含浸させて得られた処理剤である、請求項１〜３の何れかに記載されたハロゲンガス用処理剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造時に使用するハロゲン原子含有ガス等の製造工程時や半導体製造工程で排出される排ガス中のハロゲンガスを効率的に除去するに適した処理剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガス中に含まれるハロゲンガスを除去する手段としては、スクラバ−、スプレー塔、回転式微細気泡発生装置などを用い、これらのガスを水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液と接触させて吸収させる湿式法や、塩素等のハロゲンガスを活性炭、ゼオライト、アルミナなどに吸着させたり、カルシウム化合物などと接触させて反応除去する乾式法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら湿式法は、一般に後処理に難点がある上装置が複雑で大型になるばかりではなく、設備、保守ともに多額の費用を要するという欠点がある。一方乾式法も、活性炭、ゼオライト、アルミナのような吸着を利用して排ガス中の塩素等のハロゲンガスを除去する方法では、吸着と同時に脱離も起こるので有害成分が下流側にリ−クするという欠点がある。更に、活性炭の場合には、フッ素などの反応性のきわめて高いガスを処理する場合には火災の危険性もある。
【０００４】
また、カルシウム化合物などを主成分とした処理剤の場合は、ハロゲンガスを除去する能力は十分ではない。従って、半導体製造プロセスから排出されるようなハロゲンガスに対して除去能力が高いだけでなく、脱離して下流側にリークするということがない上、除去の際における火災などの危険性がない除去剤の出現が望まれていた。
【０００５】
そこで本発明者等は、安全で除去効率が良い上、下流側にリークする恐れのないハロゲンガスの除去剤について種種検討した結果、硫黄系還元剤を、特定の固体金属の酸化物、水酸化物、又は炭酸塩と共に使用する処理剤が、ハロゲンガスに対して脱離を起こすことのない、化学反応によってハロゲンを固定化することができる上除去能力が高いことを見出し、本発明を完成した。
従って本発明の目的は、安全で除去効率が高いだけでなく、下流側にリークする恐れのない、ハロゲンガスの除去剤を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記の目的は、亜鉛の酸化物、水酸化物及び炭酸塩の中から選択された少なくとも１種の無機化合物並びに成形助剤とからなる基材に、硫黄原子を含有する還元剤を含有せしめてなる処理剤であって、該処理剤中の前記還元剤の含有量が、前記無機化合物１００重量部に対して１〜１２０重量部であることを特徴とするハロゲンガス用処理剤によって達成された。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明においては、亜鉛の酸化物、水酸化物、炭酸塩の中から選択される無機化合物を使用し、これらの無機化合物に、更にクレイ等の成形助剤を混合して成形する。このような、前記無機化合物と成形助剤からなる基材中における前記無機化合物の含有量は、５〜８０重量％であることが好ましく特に２０〜８０重量％であることが好ましい。
前記成形助剤は本業界で公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、ベントナイトやカオリンなどのクレイが使用できる。
【０００８】
本発明における硫黄原子を含有する還元剤の例としては、亜硫酸塩、亜二チオン酸塩、四チオン酸塩、チオ硫酸塩を挙げることができる。これらの還元剤は単独で使用することも、２種以上を併用することができる。還元剤の使用量は、成形助剤を除く、前記基材の中の無機化合物１００重量部に対して１から１２０重量部、好ましくは１０から８０重量部である。この還元剤は、Ｘ２＋Ｈ２Ｏ→ＨＸ＋ＨＸＯの反応で発生するＨＸＯを還元してＸ−を生成させることにより、上記反応の進行を促進させるものである。
【０００９】
本発明の処理剤の形状やサイズはその使用形態により適宜選択することができるが、一般的には直径が１〜６mmで長さが３〜２０mm程度の円柱状ペレットが好適に用いられる。しかしながら、当然これに限定されるわけではなく、種々の異形状のペレット、錠剤形状、顆粒状及び破砕粒状、または噴霧乾燥による微粒子状などとすることもできる。
【００１０】
例えば、一般的な押出円柱状ペレットを製造する場合には、所定量の酸化亜鉛とベントナイト粉末をニ−ダ−等の混合混練装置で十分に乾式混合した後に、混合粉末１重量部に対して０．２〜０．５重量部の、好ましくは０．３〜０．４重量部の水を添加して混練する。水を添加する際には混合物が不均一とならないように分割投入することが望ましい。
【００１１】
得られた混合物を押出成形機あるいはペレタイザ−で、所定の形状のダイスを用いて円柱状ペレットに成形する。これを通常の空気雰囲気下の８０〜４００℃、好ましくは１００〜３００℃の温度で乾燥する。次いで、亜硫酸ナトリウム等の還元剤を少なくとも１種溶解した水溶液をペレットに含浸させて、再度、１００℃で乾燥する。
【００１２】
本発明の処理剤の製造方法は、上記の方法に限定されるわけではなく、例えば、必要に応じて添加した成形助剤と固体金属酸化物等の乾燥均一混合物に、硫黄原子含有還元剤の適当な濃度の水溶液を添加混錬した後、１２０℃以下で乾燥し、乾燥物を粉砕して製造することもできる。
【００１３】
本発明の処理剤の使用方法は特に限定されるものではなく、移動床や流動床に使用することもできるが通常は固定床に使用する。例えば円筒内に充填し、これにハロゲンガスを含有する排気ガスを流通させ、排気ガス中のハロゲンガスを安全且つ効率良く除去することができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の処理剤は、低濃度の乾燥ガス中から安全且つ効率良くハロゲンガスを除去することができるので、大気中に排出する直前の排気ガスの処理に特に有用である。以下、本発明を実施例によって更に詳述するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００１５】
【実施例】
排ガス中の塩素除去試験
後記する各処理剤１０ｍｌを直径１５ｍｍの容器に充填し、塩素ガスを１％含有する乾燥窒素を、２０℃の常圧下にて、３５ｍｌ／分の流速で流通させ、除去能力が低下して下流側の塩素が１ｐｐｍに達するに至るまでの時間を測定した。ガス中の塩素濃度をガス検知管（ガステック（株）製）及びガス検知器（ガステック製、ＧＣＬ−１Ａ）で測定した。測定終了後に窒素でパ−ジした後の、処理剤の初期重量に対する重量変化率から吸収した塩素量を求めると共に、吸収した塩素が脱離するか否かを確認した。
【００１６】
実施例１．
市販の酸化亜鉛３００ｇ、ベントナイト５０ｇ及びイオン交換水１５０ｇを混練機でよく混合した後、得られたウェットケ−キを１．６ｍｍφのペレット状に押出成形し、乾燥機中で、２７０℃で８時間乾燥を行って基材のペレットを調製した。次いで、得られたペレットに３０重量％の亜硫酸ナトリウム水溶液を含浸させ、乾燥機中で、１００℃で８時間乾燥を行って本発明の処理剤を調製した。
【００１７】
比較例１．
市販のモレキュラ−シ−ブ13X（２から３ｍｍの球状）を処理剤として用いた。
比較例２．
市販の活性炭（２から３ｍｍの顆粒）を処理剤として用いた。
比較例３．
亜硫酸水溶液を含浸させなかった他は実施例１と全く同様にして作製した基材ペレットを処理剤として用いた。
【００１８】
各処理剤を用いて排ガス中の塩素処理能力試験を行った結果は表１に示した通りである。
【表１】
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表１の結果から明らかな如く、本発明の処理剤が、安全且つ確実に塩素を除去することができること、及び、処理剤としての寿命が長いことが実証された。