JP2010092920A - 不純物を除去する不純物除去装置およびその運転方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】不純物除去装置は、エキシマレーザー発振装置10から排出される希ガスに混合したフッ素およびフッ素化合物を除去する第1の処理装置21と、第1の処理装置で生成する酸素を除去する第2の処理装置23と、エキシマレーザー発振装置10から排出される希ガスを循環させ、エキシマレーザー発振装置10に戻す循環装置25とを備える。
【選択図】図1
Description
なお、PFC(パーフルオロ化合物)とは、SF6、CF4、C2F6などの地球温暖化係数の高いフッ素化合物をいう。
本発明の不純物除去装置の運転方法は、希ガスに混合する不純物としてフッ素およびフッ素化合物と、酸素とを効率よく除去し、希ガスを循環させ再利用を可能とし、希ガスの有効利用を可能にするとともにランニングコストを低減させる運転方法となる。
フッ素(F2)やフッ化水素(HF)は極めて反応性が高いガスであり、不純物除去装置1の閉ループにおいてより早い段階で除去することにより、第1の処理筒21以降の装置がF2やHFにより腐食(酸化)されるのを防ぐことができる。また、レーザーガスとして寄与するF2を敢えて除去し、フッ素化合物の除去効率を高め、さらに、水分を除去することにより、希ガスの再利用を可能にする。
また、除去に処理剤を使用しているため、除去が容易であり除去効率もよい。さらに、装置の小型化、簡易化を図ることができる。
また、第1の処理筒21に2種類の処理剤を充填する場合には、各々の処理剤の処理容量の低下を招くことを防ぐため、各々の処理剤が混ざり合わないように分離して充填するのが好ましい。その場合は、第1の処理筒21の内部の各々の処理剤の境界に混ざり合い防止ネット(不図示)または多孔の仕切り板(不図示)を設けても良い。
2F2+2Ca(OH)2 → 2CaF2+2H2O+O2
2HF+Ca(OH)2 → CaF2+2H2O
SiF4+2Ca(OH)2 → 2CaF2+SiO2+2H2O
しかし、これらの水分や酸素は、第1の処理筒21および後述の第2の処理筒23で除去される。
なお、希ガスが循環する配管51に温度調整手段(加熱、冷却等)を設けると、フッ素およびフッ素化合物と、酸素の除去が容易となる。
例えばNi系触媒を用いると、以下のように酸素を除去することができる。
O2+2Ni → 2NiO
第2の処理筒23は、ステンレスで製造されることが好ましい。ステンレスを用いると、希ガス中に微小のフッ素やフッ化水素が残存して混合している場合に、装置内部が腐食(酸化)されるのを防ぐことができる。
金属系処理剤を再生させるために、第2の処理筒23の流入側に還元ガス導入口バルブ62を設ける。第2の処理筒23の外面に加熱用ヒーター61を設置し、還元ガス導入口バルブ62より還元ガス(例えばH2)を導入しながら、ヒーター61により第2の処理筒23を加熱し、金属系処理剤を還元し再生させる。
または、還元ガス供給ライン65に加熱器64を設け、予め所定温度に加熱された還元ガスを還元ガス導入口バルブ62を開にして導入し、金属系処理剤を所定温度まで加熱し還元して再生させてもよい。
そのため、第2の処理筒23以降に金属フィルタ26を設けパーティクルを除去するとよい。金属フィルタ26の変わりに、セラミックや樹脂等の非金属製のフィルタを用いても良い。
なお、図1において、エキシマレーザー発振装置10から排出される希ガスが不純物除去装置1へ流入する配管を51aとし、希ガスが不純物除去装置1から流出する配管を51bとする。両者を区別する必要がないときは、配管51と呼ぶ。
また、流入バルブ35、流出バルブ36よりそれぞれエキシマレーザー発振装置10側に、パージガス導入ライン43と真空ポンプによる排気ライン44を設けても良い。エキシマレーザー発振装置10と不純物除去装置1が離れて設置された場合、エキシマレーザー発振装置10と不純物除去装置1間の配管の真空引き、パージが可能となる。
図4に示すように、本発明の第2の実施の形態に係る不純物除去装置2は、不純物除去装置1において第1の処理筒21を、第3の処理筒71および第4の処理筒73で置き換えた構成となっている。
図5に、本発明の第1の実施の形態に係る不純物除去装置1で行った不純物除去性能試験の結果を示す。本試験では、不純物が混合した希ガスを10l/minの流量で導入した。なお、図中のppmは体積パーセント濃度を表している。
本性能試験で用いた希ガスは、Neガスである。また、フッ素(F2)、フッ化水素(HF)および水分(H2O)の除去には、水酸化カルシウムとゼオライトを用いた。また、酸素(O2)の除去には、Cu系処理剤を用いた。
10 エキシマレーザー発振装置
11 レーザー容器
12 主放電電極
13 循環ファン
14 レーザー光を取り出す窓
15 ガス導入室
16 ガス導入管
17 ダスト除去フィルタ
21 第1の処理筒
22 処理剤
23 第2の処理筒
24 処理剤
25 循環ポンプ
26、27 金属フィルタ
28 圧力センサー
31、33 流入口バルブ
32、34 流出口バルブ
35 流入バルブ
36 流出バルブ
37 バイパスバルブ
41 循環流入口
42 循環流出口
43 パージガス導入ライン
44 排気ライン
51 配管(流出管)
52 バイパスライン
61 ヒーター
62 還元ガス導入口バルブ
63 再生ガス流出口バルブ
64 加熱器
65 還元ガス供給ライン
71 第3の処理筒
72 処理剤
73 第4の処理筒
74 処理剤
Claims (6)
- エキシマレーザー発振装置から排出される希ガスに混合したフッ素およびフッ素化合物を除去する第1の処理装置と;
前記第1の処理装置で生成する酸素を除去する第2の処理装置と;
前記エキシマレーザー発振装置から排出される希ガスを循環させ、前記エキシマレーザー発振装置に戻す循環装置とを備える;
不純物除去装置。 - 前記循環装置は、前記エキシマレーザー発振装置から前記第1の処理装置へ、前記第1の処理装置から前記第2の処理装置へ、前記第2の処理装置から前記エキシマレーザー発振装置へ前記希ガスを循環させる;
請求項1に記載の不純物除去装置。 - 前記第2の処理装置は、処理剤を用いて前記酸素を除去する装置であって、使用後の前記処理剤を再生させ再び使用可能にする再生装置を有する;
請求項1又は請求項2に記載の不純物除去装置。 - 前記第1の処理装置が、希ガスに混合したフッ素およびフッ素化合物と、水分またはPFCガスとを除去する装置である;
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の不純物除去装置。 - 複数台の前記エキシマレーザー発振装置から排出される希ガス中に含まれるフッ素およびフッ素化合物を除去し、前記フッ素およびフッ素化合物除去時に生成する酸素を除去する;
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の不純物除去装置。 - レーザー光を発生するエキシマレーザー発振装置から排出される希ガスを循環させ;
前記希ガス中に混合したフッ素およびフッ素化合物を除去し;
前記フッ素およびフッ素化合物除去時に生成した酸素を除去し;
前記希ガスを前記エキシマレーザー発振装置に戻し;
前記戻された希ガスが再利用される;
不純物除去装置の運転方法。
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