JP2007218673A - ヘキサフルオロブタジエン検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 大気中に存在する炭酸ガスなどによる変色を防止しつつ、０．５ｐｐｍ程度のヘキサフルオロブタジエンを検出すること。
【解決手段】サンプリングガス中に存在するヘキサフルオロブタジエンを熱分解して酸性ガスを発生させる熱分解手段１と、熱分解手段１から排出されたガスを取り込み、測定領域の光学濃度を検出する光学手段を備えた測定ヘッド１４と、酸性ガスと反応して光学的濃度を変化するテープ状に加工された検知紙１１とからなり、検知紙１１は、メチルオレンジ、保湿剤、及びメチルセルソルブを担持させて構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、０．５ｐｐｍ程度のヘキサフルオロブタジエン（Ｃ4Ｆ6）を検出する測定装置に関する。

ヘキサフルオロブタジエンは、フォトレジストの選択性の高さとプロファイルやCDの制御性が高く、ドライエッチング特性に勝れたガスである。
しかしながら、毒性が強いため管理基準濃度が厳しく規定され、その検出には数百度の炉により熱分解してＨＦを生成させ、このＨＦを検知紙により反応させて光学濃度として検出することが行われていた。
この検知紙は、ＨＦ等の酸性ガスと反応して呈色するものであればよく、例えばメチルオレンジ０．０２ｗｔ％、及び保湿剤、例えばグリセリンやエチレングリコール等の多価アルコール１５ｍｌを、全量が１００ｍｌとなるように易蒸発性有機溶媒、例えばメタノールに溶解した発色液に、セルロースを素材とするろ紙に含浸させ有機溶媒を揮散させて製造したものである。

しかし、環境汚染防止の要求により管理基準濃度が２ｐｐｍから０．５ｐｐｍ程度に引き下げられると、上述の検知紙では検出が不能、または誤差が大きいという問題がある。
もとより、感度を上げようとして変色領域が中性に近い発色液、たとえばメチールレッドを使用すると、大気中の炭酸ガスなどの酸性ガスが妨害ガスとなって却って誤差が大きくなったり、管理に手間が掛るなどの新たな問題が生じる。

本発明はこのような課題を達成するために、大気中に存在する炭酸ガスなどによる変色を防止しつつ、０．５ｐｐｍ程度のヘキサフルオロブタジエンを検出することができるヘキサフルオロブタジエン測定装置を提供することである。

このような課題を達成するために本発明においては、サンプリングガス中に存在するヘキサフルオロブタジエンを熱分解して酸性ガスを発生させる熱分解手段と、前記熱分解手段から排出されたガスを取り込み、測定領域の光学濃度を検出する光学手段を備えた測定ヘッドと、酸性ガスと反応して光学的濃度を変化する検知紙とからなり、前記検知紙は、メチルオレンジ、保湿剤、及びメチルセルソルブを担持させて構成されているようにした。

請求項１の発明によれば、メチルセルソルブを含まない従来のものに比較して感度が２倍となり、０．５ｐｐｍ程度のヘキサフルオロブタジエンを検出することができる。

図１は、本発明のヘキサフルオロブタジエン測定装置の一実施例を示すものであって、熱分解炉１は、ヘキサフルオロブタジエンに対して高い熱分解促進性を有する物質、たとえば金、白金等の酸化性触媒からなり、ガス透過性を阻害しないように網状態や粒状体に加工された充填物２を収容した耐化学耐熱性材料、例えば石英管３にヒータ４を巻回して構成され、流入口３ａがサンプリング領域に接続され、また排出口３ｂが検知紙式ガス検出装置１０に接続されている。

検知紙式ガス検出装置１０は、テープ状に加工された検知紙１１を、発光素子１２と受光素子１３とを備えた測定ヘッド１４に一定時間毎に搬送するテープ搬送機構１５と、サンプリングポンプ１６からの負圧を受けて、測定ヘッド１４と共同して検知紙１１に被検ガスを接触させる吸引ヘッド１７とから構成されている。

なお、検知紙１４は、熱分解炉１で発生したＨＦ等の酸性ガスと反応して呈色するように、ｐＨ指示薬であるメチルオレンジ０．０２ｗｔ％、保湿剤、例えばグリセリンやエチレングリコール等の多価アルコール１５ｍｌを、及びメチルセルソルブを全量が１００ｍｌとなるように易蒸発性有機溶媒、例えばメタノールに溶解した発色液に、セルロースを素材とするろ紙に含浸させ有機溶媒を揮散させて製造することができる。

なお、メチルセルソルブ(Methylcellusolve) は、分子量が76.10で、分子式がＣ3Ｈ8Ｏ2で、また示性式がＣＨ3ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＨで表される物質であるが、別名が多いので以下にそれを例示する。
2-メトキシエタノール(2-Methoxyethanol)
エチレングリコールモノメチルエーテル(Ethylene Glycol Monomethyl Ether)
エクタソルブ(Ektasolve)
EGME(EGME)
MECS(MECS)
2ME(2ME)
メトキシエタノール (VAN)(Methoxyethanol (VAN))
β-メトキシエタノール(.beta.-Methoxyethanol)
1-ヒドロキシ-2-メトキシエタン(1-Hydroxy-2-methoxyethane)
2-メトキシ-1-エタノール(2-Methoxy-1-ethanol)
O-メチルグリコール(O-Methyl Glycol)
ドワノール 7(Dowanol 7)
ドワノール EM(Dowanol EM)
グリコールエーテルEM(Glycol ether EM)
グリコールメチルエーテル(Glycolmethyl ether)
グリコールモノメチルエーテル(Glycol monomethyl ether)
ジェファルゾール EM(Jeffersol EM)
メトキシヒドロキシエタン(Methoxyhydroxyethane)
メチルエトキソール(Methyl ethoxol)
メチルグリコール(Methyl glycol)
メチルオキシトール(Methyl oxitol)
ポリ-ソルブEM(Poly-Solv EM)
プリスト(Prist)

このようにして製作された検知紙には、１平方メートルあたりメチルオレンジが０．０２６ｇ、グリセリンが２５ｇ、メチルセロソルブが９ｇ以上、好ましくは９〜１５ｇずつ担持されている。

この実施例において、熱分解炉１の加熱温度を温度制御手段１８によりヘキサフルオロブタジエンを熱分解できる程度の温度に調整してサンプリングポンプ１６を作動させと、ヘキサフルオロブタジエンを含んだ被検ガスが熱分解炉１に流入して酸性ガスであるＨＦに熱分解される。

酸性ガスは、検知紙式ガス検出装置１０の検知紙１１の試薬と反応し、酸性ガスの濃度に応じた光学的濃度の反応痕を生じさせる。この反応は、ヘキサフルオロブタジエンのサンプリング時間にほぼ正比例して進行し、反応度合が光学的濃度として検知紙の表面に発現される。また、サンプリング時間を調整することにより、検出感度を任意に設定することができる。

一定時間が経過すると、検知紙１１のサンプリングガスに晒されていない新しい領域が測定ヘッド１４に送り込まれ、つぎの測定サイクルが開始される。これにより、以前に洗浄作業等により測定環境に検知紙１１の測定感度を低下させる等の妨害性ガスが存在しても、妨害性ガスと接触していない検知紙１１の新しい領域により測定を実行することができ、この時点でヘキサフルオロブタジエンが環境中に管理濃度程度に漏洩した場合にでも確実に検出することができる。

図２は、メチルセルソルブの濃度と検出出力との関係を、濃度１ｐｐｍ、及び２ｐｐｍのヘキサフルオロブタジエンについて調査したもので、発色液にメチルセルソルブが担体上では９ｇ／平方メートル以上であれば、検出感度が向上し、１５ｇ／平方メートルで略飽和状態となった。このことから少なくとも９ｇ／平方メートル以上、経済的な理由を考慮するなら９〜１５ｇ／平方メートルの範囲が好ましい。

図３は、本発明と従来のヘキサフルオロブタジエン測定装置との検量線を示すもので、本発明のもの（メチルセルソルブを９ｇ／平方メートル含有）では、図中符号Ａの検量線で示したように１ｐｐｍ以下の低濃度のヘキサフルオロブタジエンに対しても高い直線性で検出することができた。

なお、上述の実施例においては検知紙をテープ状に成型して一定時間毎に新しい測定領域を測定ヘッドに対向させるようにしているが、チップ状に成型して、測定の都度、測定ヘッドに装填するようにしても同様の作用を奏することは明らかである。

本発明の一実施例を示す構成図である。 メチルセルソルブの量と検出感度の関係を示す線図である。 本発明と従来のヘキサフルオロブタジエン測定装置の検量線を示す線図である。

符号の説明

１ 熱分解炉
２ 充填物
３ 石英管
４ ヒータ
１０ 検知紙式ガス検出装置
１１ 検知紙
１２ 発光素子
１３ 受光素子
１４ 測定ヘッド
１５ テープ搬送機構
１６ サンプリングポンプ

Claims (2)

1. サンプリングガス中に存在するヘキサフルオロブタジエンを熱分解して酸性ガスを発生させる熱分解手段と、前記熱分解手段から排出されたガスを取り込み、測定領域の光学濃度を検出する光学手段を備えた測定ヘッドと、酸性ガスと反応して光学的濃度を変化する検知紙とからなり、前記検知紙は、メチルオレンジ、保湿剤、及びメチルセルソルブを担持させて構成されているヘキサフルオロブタジエン検出装置。
2. 前記メチルセルソルブが、１平方メートル当たり少なくとも９ｇ以上、好ましくは９〜１５ｇ担持されている請求項１に記載のヘキサフルオロブタジエン検出装置。

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