JP2604991B2 - Exhaust gas treatment agent - Google Patents

Exhaust gas treatment agent

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JP2604991B2
JP2604991B2 JP6321017A JP32101794A JP2604991B2 JP 2604991 B2 JP2604991 B2 JP 2604991B2 JP 6321017 A JP6321017 A JP 6321017A JP 32101794 A JP32101794 A JP 32101794A JP 2604991 B2 JP2604991 B2 JP 2604991B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、III−V族化合物半
導体薄膜製造工程から排出されるホスフィン、アルシン
等の無機V族化合物を含有する排ガスを化学反応により
処理し、排ガス中の無機V族化合物を無害化して除去す
るための処理剤に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of treating an exhaust gas containing an inorganic group V compound such as phosphine or arsine discharged from a manufacturing process of a group III-V compound semiconductor thin film by a chemical reaction, thereby obtaining an inorganic group V compound in the exhaust gas. The present invention relates to a treating agent for detoxifying and removing a compound.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガリウム砒素を始めとするIII−V族
化合物半導体薄膜は、電子移動が速く電力消費が少ない
こと、発光効率が良いことから電子デバイスを作製する
材料として重要である。化合物半導体の薄膜を形成する
方法としては、(A)MOCVD(Metal Org
anic Chemical VaporphaseD
eposition)、(B)MOVPE(Metal
Organic Vapor Phase Epit
axy)、(C)MBE(Mole−cular Be
am Epitaxy)、(D)ハライドCVDなどが
ある。これらの中でも(A)MOCVDと(B)MOV
PEは、結晶室内を高真空に保つ必要がなく、かつ原料
の交換も簡単でメンテナンスが容易であるため大いに注
目され、最近急速に普及しつつある結晶成長法である。
2. Description of the Related Art Group-III-V compound semiconductor thin films such as gallium arsenide are important as materials for manufacturing electronic devices because of their fast electron transfer, low power consumption, and good luminous efficiency. As a method of forming a thin film of a compound semiconductor, (A) MOCVD (Metal Org)
anic Chemical Vaporphase D
(E), (B) MOVPE (Metal
Organic Vapor Phase Epit
axy), (C) MBE (Mole-cular Be)
am Epitaxy) and (D) halide CVD. Among them, (A) MOCVD and (B) MOV
PE is a crystal growth method that has attracted much attention because it is not necessary to maintain a high vacuum in the crystal chamber, and it is easy to exchange raw materials and easy to maintain.

【0003】これらの結晶成長法においては、従来II
I族原料として、例えばトリメチルアルミニウム、トリ
エチルインジウムなどの有機金属化合物が、またV族原
料には無機水素化物であるホスフィン、アルシンが用い
られてきた。これら無機水素化物であるホスフィン、ア
ルシンが結晶に固定される割合が低いことおよびIII
族原料に対してV族原料が大量に使用されることから、
排ガス中に相当量の無機水素化物であるホスフィン、ア
ルシンが同伴する。周知の如く、ホスフィン、アルシン
は毒性が強く、排ガスの処理が必要となる。
[0003] In these crystal growth methods, a conventional II
Organometallic compounds such as trimethylaluminum and triethylindium have been used as Group I raw materials, and phosphine and arsine, which are inorganic hydrides, have been used as Group V raw materials. The low proportion of these inorganic hydrides, phosphine and arsine, fixed to the crystal, and III
Group V raw materials are used in large amounts with respect to Group raw materials,
A considerable amount of inorganic hydrides, phosphine and arsine, accompany the exhaust gas. As is well known, phosphine and arsine are highly toxic and require treatment of exhaust gas.

【0004】これらのIII族有機金属化合物と無機V
族化合物とを用いるIII−V族化合物半導体薄膜製造
工程からの排ガスの処理剤としては、酸化銅を主成分と
する処理剤、あるいは苛性アルカリ溶液を珪曹土などに
含浸させたものを主成分とする処理剤をステンレス製の
容器に充填し、カートリッジ型にしたものが実用化され
ている。これらの乾式処理法は、排ガス中に含有されて
いるホスフィン、アルシンのような無機V族水素化物を
処理するうえで有効性が認められている。また、カート
リッジの交換が容易であるというメリットもある。
These group III organometallic compounds and inorganic V
As a treatment agent for exhaust gas from a III-V compound semiconductor thin film manufacturing process using a group compound, a treatment agent containing copper oxide as a main component or a material obtained by impregnating a caustic alkali solution with silicate earth or the like is used as a main component. A stainless steel container is filled with a treating agent to be used and a cartridge type is practically used. These dry treatment methods have been found to be effective in treating inorganic group V hydrides such as phosphine and arsine contained in exhaust gas. Another advantage is that the cartridge can be easily replaced.

【0005】一方、湿式処理法としては、充填塔に硝酸
銀、過塩素酸銀、水溶解性銅化合物や苛性アルカリを含
む溶液を噴霧あるいは流下させつつ排ガスと接触させる
方法があるが、湿式法は水滴や湿分が、MOCVDやM
OVPEの装置本体や配管に逆拡散、逆流する危険性か
ら特別な場合以外適用されない。結晶成長室に供給され
る無機V族化合物とIII族化合物とのモル比であるV
/III比は、化合物半導体薄膜の特性を左右する重要
な制御因子であり、実操業の値は10〜1000にもな
り、V族化合物の方がIII族化合物に対して圧倒的に
多く使用される。従って、MOCVDやMOVPE法に
おける化合物半導体薄膜の製造工程からの排ガスの組成
は、主成分であるキャリアーガス以外で除害すべき成分
の殆どはV族化合物に起因するもの、即ちホスフィンと
アルシンからなり、III族化合物に基因する除害対象
物は殆ど含有されていない。
[0005] On the other hand, as a wet treatment method, there is a method in which a solution containing silver nitrate, silver perchlorate, a water-soluble copper compound or caustic alkali is sprayed or allowed to flow into a packed tower to contact exhaust gas. MOCVD and M
It is not applicable except in special cases due to the risk of back diffusion and back flow into the OVPE device body and piping. V, which is the molar ratio between the inorganic group V compound and the group III compound supplied to the crystal growth chamber
The / III ratio is an important control factor that affects the properties of the compound semiconductor thin film, and the actual operation value is as high as 10 to 1000, and the group V compound is overwhelmingly used for the group III compound. You. Therefore, the composition of the exhaust gas from the manufacturing process of the compound semiconductor thin film in the MOCVD or MOVPE method is that most of the components to be harmed other than the carrier gas, which is the main component, are caused by the group V compound, that is, phosphine and arsine. Almost no harmful substances caused by group III compounds are contained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】酸化銅を主成分とした
処理剤は、無機V族化合物であるホスフィンやアルシン
と酸化銅とが反応して燐化銅或いは砒化銅となる化学反
応を利用してホスフィンやアルシンの除去を行うもので
ある。酸化銅と無機V族化合物との化学反応は発熱反応
であり、化合物半導体薄膜製造工程からの排ガスを酸化
銅を主成分とする処理剤が充填されたカートリッジで処
理すると、カートリッジ外壁の温度が異常に上昇すると
いう欠点がある。これは種々の弊害を招来するので、特
に安全上の対策を強固にする必要が生ずる。局所加熱を
回避するためには、酸化銅の濃度を希釈する方法が採用
されている。この時に使用する希釈剤に吸着能力があ
り、且つその比表面積があまりに大きいと、排ガス処理
終了後に希釈剤から無機V族化合物が脱着し、系外に漏
洩してくるという危険がある。そのような希釈剤として
は、活性アルミナ、活性炭やゼオライトがある。また、
処理剤中の酸化銅の濃度の低下による除害能力の低減を
補填するために、排ガス中の無機V族化合物の移動拡散
が早くなるよう希釈剤は細孔径が大きく、且つ多数存在
している必要がある。
The treating agent containing copper oxide as a main component utilizes a chemical reaction in which phosphine or arsine, which is an inorganic group V compound, reacts with copper oxide to form copper phosphide or copper arsenide. To remove phosphine and arsine. The chemical reaction between copper oxide and an inorganic group V compound is an exothermic reaction. When the exhaust gas from the compound semiconductor thin film manufacturing process is treated with a cartridge filled with a treating agent containing copper oxide as a main component, the temperature of the cartridge outer wall becomes abnormal. Has the disadvantage of rising. This causes various adverse effects, so that it is necessary to particularly strengthen safety measures. In order to avoid local heating, a method of diluting the concentration of copper oxide has been adopted. If the diluent used at this time has an adsorption ability and the specific surface area is too large, there is a risk that the inorganic group V compound is desorbed from the diluent after the exhaust gas treatment and leaks out of the system. Such diluents include activated alumina, activated carbon and zeolites. Also,
The diluent has a large pore size and a large number of diluents so that the transfer and diffusion of the inorganic group V compound in the exhaust gas can be accelerated in order to compensate for the reduction in the abatement ability due to the decrease in the concentration of copper oxide in the treating agent. There is a need.

【0007】処理剤が、カートリッジ充填時に、あるい
は排ガス処理中に粉化すると、排ガスの偏流を起因とす
る局所加熱が起こり処理剤の除害能力の低下を招くだけ
でなく、除害塔の圧力損失が上昇するので、処理剤には
形を維持する程度の強度が要求される。また、処理剤の
成形時に発塵しないためには、塩基性炭酸銅の成形性を
改善する必要があり、その手段として粘着力のある有機
バインダーを添加する方法がある。しかし、この方法で
は有機バインダーが塩基性炭酸銅を被覆して固気接触を
低下させ、除害の効率と容量の両方を低くするという弊
害がある。
[0007] If the treating agent is powdered at the time of filling the cartridge or during the treatment of the exhaust gas, local heating is caused by the drift of the exhaust gas, which causes not only a decrease in the abatement capacity of the treating agent but also a decrease in the pressure of the abatement tower. Due to the increased losses, the treating agent must be strong enough to maintain its shape. Further, in order to prevent dust generation during the molding of the treatment agent, it is necessary to improve the moldability of the basic copper carbonate, and as a means therefor, there is a method of adding an adhesive organic binder. However, in this method, there is a disadvantage that the organic binder coats the basic copper carbonate to lower the solid-gas contact, thereby lowering both the efficiency and capacity of the removal.

【0008】また、酸化銅を主成分とする処理剤と無機
V族化合物が反応すると熱により体積の収縮が起こるこ
とから、処理剤の充填状況が変化してガスの流れに影響
を与える。さらに、体積の収縮は処理剤の表面から始ま
るので、表面の組織が緻密化することから内部の酸化銅
が有効利用されず、その結果処理剤の除害能力の低下を
来す。
When the treating agent containing copper oxide as a main component and the inorganic group V compound react with each other, the volume shrinks due to heat, so that the state of filling of the treating agent changes and affects the gas flow. Further, since the volume shrinkage starts from the surface of the treatment agent, the surface structure is densified, so that the internal copper oxide is not effectively used, and as a result, the abatement ability of the treatment agent is reduced.

【0009】本発明は、III−V族化合物半導体薄膜
製造工程から排出される、ホスフィン、アルシン等の無
機V族化合物を含有する排ガスの処理における上記問題
を解決するものであって、排ガスを処理するにあたり、
全体として発熱が少なく安全に処理を行うことができ、
成形性に優れ、固気接触が良好で酸化銅が有効利用さ
れ、除害能力の大きい排ガス処理剤を提供することを目
的とする。
The present invention solves the above problem in the treatment of exhaust gas containing an inorganic group V compound such as phosphine and arsine discharged from a manufacturing process of a group III-V compound semiconductor thin film. In doing so
As a whole, heat generation is small and processing can be performed safely.
An object of the present invention is to provide an exhaust gas treating agent which is excellent in moldability, has good solid-gas contact, makes effective use of copper oxide, and has a high detoxification ability.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の発明者は、上記
課題を解決するためMOCVDやMOVPE等のIII
−V族化合物半導体薄膜製造工程から排出される排ガス
に含まれる無機V族化合物の処理に有効な成分の探索を
行った結果、塩基性炭酸銅が無機V族化合物の無害化に
有効であり、また塩基性炭酸銅は熱分解して酸化銅にな
るが、分解熱は吸熱反応であることから酸化銅と無機V
族化合との反応熱を吸収し、全体としての発熱を抑える
ことができることを見出した。
Means for Solving the Problems The inventor of the present invention has proposed a method for solving the above-mentioned problems, such as MOCVD and MOVPE.
As a result of searching for an effective component for treating the inorganic V compound contained in the exhaust gas discharged from the group V compound semiconductor thin film manufacturing process, basic copper carbonate is effective for detoxifying the inorganic V compound, In addition, basic copper carbonate is thermally decomposed into copper oxide, but heat of decomposition is an endothermic reaction.
It has been found that the heat of reaction with the group compound can be absorbed and the heat generation as a whole can be suppressed.

【0011】更に、希釈剤としてアナターゼ型微粒子酸
化チタンを添加すると、比較的大きな比表面積と大きな
径の細孔により効率的に無機V族化合物と塩基性炭酸銅
との反応を行わせることができること、アナターゼ型微
粒子酸化チタンは、それ自体無機V族化合物と反応する
ことはないが、これを添加することで単位容量当たりの
発熱量を減少させるという効果もあり、しかも充填塔の
排ガス通過時の圧力損失を少なくするために処理剤を適
当な大きさ、形状に成形する際の成形性および成形物の
強度を改善するということを見出した。
Further, when anatase type fine particle titanium oxide is added as a diluent, the reaction between the inorganic group V compound and the basic copper carbonate can be efficiently performed by the relatively large specific surface area and the large diameter pores. The anatase-type fine particle titanium oxide does not react with the inorganic group V compound itself, but has the effect of reducing the calorific value per unit volume by adding it, and moreover, when the exhaust gas passes through the packed tower, It has been found that, in order to reduce the pressure loss, the processing agent is improved in the formability and the strength of the molded product when it is formed into an appropriate size and shape.

【0012】この知見に基づき、本発明では、III−
V族化合物半導体薄膜製造工程から排出される無機V族
化合物を含有する排ガスを処理する処理剤を、塩基性炭
酸銅にアナターゼ型微粒子酸化チタンを混合することに
より調製する。塩基性炭酸銅は、硫酸銅や塩化第二銅の
溶液に炭酸ソーダの溶液を添加し、pHを中性から弱ア
ルカリにして生成させ、挟雑イオンを水洗除去後、濾
過、乾燥して製造されているが、この製法による塩基性
炭酸銅はあまり好適ではなく、高い固気接触効率を達成
するためには、遠心式光透過法による平均粒子径が0.
5μm以下の微粒子とすること、できれば0.3μm以
下であることが望ましい。平均粒子径を0.5μm以下
の微粒子とする方法としては、銅化合物と炭酸ソーダの
反応時に細かくしても、湿式あるいは乾式粉砕で細かく
しても何れでもよい。但し、反応で細かくすると、水洗
工程の負荷が大きくなるという欠点がある。
Based on this finding, the present invention provides
A treating agent for treating an exhaust gas containing an inorganic group V compound discharged from a group V compound semiconductor thin film manufacturing step is prepared by mixing anatase type fine particle titanium oxide with basic copper carbonate. Basic copper carbonate is produced by adding a sodium carbonate solution to a solution of copper sulfate or cupric chloride to make the pH neutral to weakly alkaline, washing away the contaminating ions, filtering and drying. However, the basic copper carbonate produced by this method is not very suitable, and in order to achieve a high solid-gas contact efficiency, the average particle diameter by the centrifugal light transmission method is 0.1 mm.
Fine particles having a size of 5 μm or less, preferably 0.3 μm or less are desirable. The method for forming the fine particles having an average particle diameter of 0.5 μm or less may be either fine during the reaction between the copper compound and sodium carbonate or fine by wet or dry pulverization. However, there is a drawback that if the reaction is made fine, the load of the washing step increases.

【0013】塩基性炭酸銅は、無機V族化合物と塩基性
炭酸銅の熱分解により生成する酸化銅との反応による発
熱を吸収し、酸化銅への転換を容易にするためには、孔
雀石として知られている分子式CuCO3 ・Cu(O
H)2 よりOH基が多く含まれ、その含有量が理論量の
1.1倍以上であり、できれば1.2倍以上であること
が好ましい。このOH基の含有量のものは、銅化合物と
炭酸ソーダの反応時のpHを制御して、反応中のpH変
動を小さく保ち、pHが中性から酸性になることを絶対
に回避し、反応温度を60から70°Cに維持して製造
することができる。
In order to absorb the heat generated by the reaction between the inorganic group V compound and the copper oxide generated by the thermal decomposition of the basic copper carbonate, the basic copper carbonate must be malachite in order to facilitate the conversion to the copper oxide. The molecular formula known as CuCO 3 .Cu (O
H) It contains more OH groups than 2 and its content is at least 1.1 times the theoretical amount, preferably at least 1.2 times the theoretical amount. The content of this OH group controls the pH during the reaction between the copper compound and sodium carbonate, keeps the pH fluctuation during the reaction small, absolutely avoids that the pH changes from neutral to acidic, It can be manufactured while maintaining the temperature at 60 to 70 ° C.

【0014】アナターゼ型微粒子酸化チタンは、硫酸法
の顔料用酸化チタン製造用の水酸化チタンをアンモニヤ
などのアルカリ剤で中和して硫酸根を洗浄除去した後、
結晶成長促進剤を添加せずに300から700°Cの温
度で焼成後、粉砕することで製造される。この製造方法
により得られる酸化チタンは、この範囲の焼成温度であ
れば、温度に関係なく結晶系がアナターゼ型である。比
表面積と粒子径は、焼成温度に依存して変化し、温度が
高くなるに従い比表面積が小さく、粒子径が大きくな
る。400から600°Cの焼成温度で製造されたアナ
ターゼ型微粒子酸化チタンの比表面積は30から100
2 /g、遠心式光透過法による平均粒子径が0.3μ
m以下を示す。
The anatase type fine particle titanium oxide is prepared by neutralizing titanium hydroxide for producing titanium oxide for a pigment by a sulfuric acid method with an alkali agent such as ammonia and washing and removing a sulfate group.
It is manufactured by sintering at a temperature of 300 to 700 ° C. without adding a crystal growth promoter, followed by pulverization. The titanium oxide obtained by this manufacturing method has a crystal system of an anatase type regardless of the temperature, provided that the firing temperature is within this range. The specific surface area and the particle diameter change depending on the firing temperature. As the temperature increases, the specific surface area decreases and the particle diameter increases. The specific surface area of the anatase type fine particle titanium oxide produced at a calcination temperature of 400 to 600 ° C. is 30 to 100.
m 2 / g, average particle size 0.3 μm by centrifugal light transmission method
m or less.

【0015】アナターゼ型の結晶系が選択されたのは、
比表面積の大きいものが得られること、径の大きい細孔
が多く存在していること及び適度の粘着性を保有してい
ることなどによる。本発明の処理剤は、塩基性炭酸銅及
びアナターゼ型微粒子酸化チタンの所定量を計量し、水
を加えて混練後、造粒、乾燥して製造される。塩基性炭
酸銅及びアナターゼ型微粒子酸化チタンの混合比率は、
重量比で60〜90:10〜40の範囲とするのが好適
である。
The crystal system of the anatase type was selected because
This is because a material having a large specific surface area can be obtained, a large number of pores having a large diameter exist, and an appropriate tackiness is maintained. The treating agent of the present invention is produced by weighing a predetermined amount of basic copper carbonate and anatase type fine particle titanium oxide, adding water, kneading, granulating and drying. The mixing ratio of basic copper carbonate and anatase type fine particle titanium oxide is
The weight ratio is preferably in the range of 60 to 90:10 to 40.

【0016】希釈剤としてのアナターゼ型微粒子酸化チ
タンは、物質自体が直接反応に関与しないから、その比
率を大きくするのは好ましくない。しかし、アナターゼ
型微粒子酸化チタンは、適量添加することにより、塩基
性炭酸銅の濃度を均一に低下させ単位容量当たりの発熱
量を少なくして局所加熱を回避し、その比表面積の大き
いことから固気接触面積を増し、径の大きい細孔が多い
ことから化学反応速度を落とさずに、かつ除害容量を増
大させながら放熱を促進し、さらに酸化チタン特有の付
着性や粘結性から処理剤の成形時に水以外の粘着剤を必
要としないという利点がある。アナターゼ型微粒子酸化
チタンが10%以下になると上記利得が得られないか、
得られたとしても不十分である。
Since the substance itself does not directly participate in the reaction, it is not preferable to increase the ratio of the fine particles of anatase type titanium oxide as a diluent. However, by adding an appropriate amount of anatase-type titanium oxide fine particles, the concentration of basic copper carbonate is uniformly reduced, the calorific value per unit volume is reduced, local heating is avoided, and the specific surface area is large. The air contact area is increased, and the large number of large pores promotes heat dissipation without slowing down the chemical reaction rate and increasing the abatement capacity. There is an advantage that no adhesive other than water is required at the time of molding. If the anatase type fine particle titanium oxide is less than 10%, the above-mentioned gain cannot be obtained,
Even if obtained, it is not enough.

【0017】上記の比率で計量し、水を加えて混練、造
粒、乾燥して製造される処理剤の成形体の形状は、球状
や円柱状などが代表的なものである。成形体の大きさ
は、充填塔に充填して使用するとき排ガスとの接触面積
ができる限り大きくとれるようにすべきであるが、一般
に充填塔でのガスの偏流を防止するためには、成形体の
大きさは、塔径の1/10よりも小さくする必要がある
とされている。しかし、粉末に近い大きさだと圧力損失
が大きくなり、処理剤の充填・取出しの取扱時に粉塵が
発生したり、あるいは成形コストが高くなるという弊害
がある。
The shape of the molded product of the treating agent produced by weighing at the above ratio, adding water, kneading, granulating and drying is typically a sphere or a column. The size of the compact should be such that the contact area with the exhaust gas is as large as possible when used in a packed tower.However, in order to prevent gas drift in the packed tower, the compact It is said that the body size needs to be smaller than 1/10 of the tower diameter. However, when the size is close to the powder, the pressure loss increases, and there is a problem that dust is generated at the time of handling the filling and taking out of the treating agent, or the molding cost is increased.

【0018】本発明では、成形後の乾燥は重要である。
処理剤の乾燥を80°Cを越える温度で行うと、塩基性
炭酸銅が熱分解して酸化銅になるので、排ガス処理時の
反応温度抑制という効果が期待できなくなり、更に乾燥
中に処理剤が強く収縮し組織が緻密になって固気接触効
率が低下してしまうという不都合を生ずるので、高温で
の乾燥は好ましくない。処理剤の乾燥は低温で行い、処
理剤の収縮を防止して成形時の微孔や水分の抜けたあと
の気孔、さらにはアナターゼ型微粒子酸化チタンが保有
している径の大きい細孔を維持できる温度、即ち60〜
80°Cで行うのが好ましい。
In the present invention, drying after molding is important.
If the treatment agent is dried at a temperature exceeding 80 ° C., the effect of suppressing the reaction temperature during exhaust gas treatment cannot be expected because the basic copper carbonate is thermally decomposed into copper oxide. However, drying at a high temperature is not preferable because of the inconvenience that the material shrinks strongly and the structure becomes dense and the solid-gas contact efficiency is reduced. Drying of the treatment agent is performed at low temperature to prevent shrinkage of the treatment agent and maintain the fine pores during molding, the pores after moisture escapes, and the large diameter pores held by the anatase type fine particle titanium oxide. Possible temperature, i.e. 60-
It is preferably carried out at 80 ° C.

【0019】成形後乾燥された処理剤の形状と大きさ
は、カートリッジに充填するときから除害に使用した後
に再充填のために排出するまで保持されていないと、各
種の重大なトラブルを惹起する。例えば、充填あるいは
使用中に粉化が起こるとガスの流れが不均一になった
り、最悪のときには閉塞する。故に、処理剤の形状と大
きさを維持するのに必要な強度を持っていることが要求
されるが、アナターゼ型微粒子酸化チタンの適量混合に
よりその強度を確保することができる。
If the shape and size of the treatment agent dried after molding is not maintained from the time of filling the cartridge to the time of being used for detoxification and then discharged for refilling, various serious troubles may occur. I do. For example, if powdering occurs during filling or use, the gas flow becomes uneven, or in the worst case it blocks. Therefore, it is required that the treatment agent has a strength necessary to maintain the shape and size of the treatment agent, but the strength can be ensured by mixing an appropriate amount of anatase-type fine titanium oxide particles.

【0020】成形体の強度が高まることと塩基性炭酸銅
の間にアナターゼ型微粒子酸化チタンが介在することに
より、塩基性炭酸銅の分解により生成する酸化銅と無機
V族化合物との化学反応による体積の収縮が軽減される
ことから、最終的に処理剤の除害能力が向上する。
By increasing the strength of the molded article and interposing anatase-type fine particle titanium oxide between the basic copper carbonate, a chemical reaction between the copper oxide generated by the decomposition of the basic copper carbonate and the inorganic group V compound is performed. Since the shrinkage of the volume is reduced, the harm-removing ability of the treatment agent is finally improved.

【0021】[0021]

【作用】本発明の処理剤は、III−V族化合物半導体
薄膜製造工程から排出される排ガス中の無機V族化合物
を塩基性炭酸銅が分解して生成する酸化銅との化学反応
により除去するとき、アナターゼ型微粒子酸化チタン
が、排ガスとの接触面積を増大させることで単位容量当
たりの発熱量を低減させると共に放熱を促進し、塩基性
炭酸銅が酸化銅に分解する分解熱で局所加熱を防止す
る。また、アナターゼ型微粒子酸化チタンの粘着力で処
理剤の成形性を改善し、処理剤をカートリッジに充填す
るときから使用中、廃棄のため排出するときまで成形し
た形と大きさを保持して処理剤の粉化による弊害を防止
する。
The treatment agent of the present invention removes an inorganic group V compound in an exhaust gas discharged from a III-V compound semiconductor thin film manufacturing process by a chemical reaction with copper oxide generated by decomposition of basic copper carbonate. At the same time, the anatase-type titanium oxide fine particles reduce the amount of heat generated per unit capacity by increasing the contact area with the exhaust gas, promote heat dissipation, and perform local heating with the decomposition heat of basic copper carbonate decomposing into copper oxide. To prevent. In addition, the moldability of the treatment agent is improved by the adhesive force of the anatase-type fine titanium oxide particles, and the shape and size of the treatment agent is maintained from the time the treatment agent is filled into the cartridge to the time it is used and discharged for disposal. Prevents adverse effects due to powdering of the agent.

【0022】本処理剤の使用される排ガス中の無機V族
化合物の濃度には制限はないが、濃度が高いときには無
機V族化合物と塩基性炭酸銅との反応熱が大きくなるの
で冷却を必要とする場合も生ずる。
The concentration of the inorganic group V compound in the exhaust gas used by the treatment agent is not limited, but when the concentration is high, the heat of reaction between the inorganic group V compound and the basic copper carbonate increases, so cooling is necessary. Also occurs.

【0023】[0023]

【実施例】【Example】

(実施例1)平均粒子径が0.28μm、OH基の含有
量が理論値の1.18倍の塩基性炭酸銅と比表面積が6
5m2 /gで平均粒子径が0.18μmのアナターゼ型
微粒子酸化チタンを、重量比で65:35となるように
計量し、充分混合したのち、水を加えて混練し、直径
1.5mm×高さ10mmの円柱状に成形した。これを
60°Cの温度で乾燥した。このようにして製造された
処理剤445gを直径45mmのパイレックスガラス管
に充填した充填塔に、水素ガスをキャリアーガスとして
2.4vol%のホスフィンを含む混合ガスを線速度3
9cm/minで通過させた。
Example 1 Basic copper carbonate having an average particle diameter of 0.28 μm, an OH group content of 1.18 times the theoretical value, and a specific surface area of 6
5 m 2 / g, anatase-type fine particle titanium oxide having an average particle diameter of 0.18 μm is weighed to a weight ratio of 65:35, mixed well, then added with water and kneaded to obtain a diameter of 1.5 mm × It was formed into a column having a height of 10 mm. This was dried at a temperature of 60 ° C. A mixed gas containing 2.4 vol% of phosphine using hydrogen gas as a carrier gas was introduced into a packed tower in which 445 g of the thus-prepared treating agent was filled in a Pyrex glass tube having a diameter of 45 mm.
It was passed at 9 cm / min.

【0024】このとき破過までに要した時間は90分で
あった。また、外壁の最高温度は54°Cであった。ま
た、ガラス管から処理剤を取り出しても充填前の大きさ
と形状を示していた。 (比較例1)平均粒子径が0.28μm、OH基の含有
量が理論値の1.18倍の塩基性炭酸銅に水を加えて混
練し、直径1.5mm×高さ10mmの円柱状に成形し
た。これを60°Cの温度で乾燥した。このように製造
された処理剤288gを直径26mmのパイレックスガ
ラス管に充填した充填塔に、水素ガスをキャリアーガス
として2.4vol%のホスフィンを含む混合ガスを線
速度39cm/minで通過させた。
At this time, the time required until breakthrough was 90 minutes. The maximum temperature of the outer wall was 54 ° C. Further, even when the treating agent was taken out of the glass tube, the size and shape before filling were shown. (Comparative Example 1) Water was added to basic copper carbonate having an average particle diameter of 0.28 µm and an OH group content of 1.18 times the theoretical value and kneaded, and a cylindrical shape having a diameter of 1.5 mm and a height of 10 mm was obtained. Molded. This was dried at a temperature of 60 ° C. A mixed gas containing 2.4 vol% of phosphine using hydrogen gas as a carrier gas was passed at a linear velocity of 39 cm / min through a packed tower in which 288 g of the treatment agent thus produced was filled in a Pyrex glass tube having a diameter of 26 mm.

【0025】このとき破過までに要した時間は47分で
あった。また、外壁の最高温度は93°Cであった。ま
た、ガラス管から処理剤を取り出したら充填前に較べて
相当量の粉が混じっていた。なお、実施例及び比較例で
の破過の検出には、光明化学株式会社製アルシン、ホス
フィン検知管を使用した。
At this time, the time required until breakthrough was 47 minutes. The maximum temperature of the outer wall was 93 ° C. Also, when the treating agent was taken out of the glass tube, a considerable amount of powder was mixed as compared with before the filling. In addition, for detecting breakthrough in Examples and Comparative Examples, arsine and phosphine detector tubes manufactured by Komei Chemical Co., Ltd. were used.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の排ガスの
処理剤によれば、III−V族化合物半導体薄膜製造工
程において排出される無機V族化合物を含んだ排ガス
を、発熱を少なくし温度上昇を抑制して完全に処理する
ことができる。塩基性炭酸銅の平均粒子径は、0.5μ
m以下とすることにより高い固気接触効率を達成するこ
とができる。
As described above, according to the exhaust gas treating agent of the present invention, the exhaust gas containing the inorganic group V compound discharged in the production process of the group III-V compound semiconductor thin film is reduced in heat generation and temperature. The rise can be suppressed and the treatment can be performed completely. Average particle size of basic copper carbonate is 0.5μ
m or less, high solid-gas contact efficiency can be achieved.

【0027】塩基性炭酸銅中の水酸基の含有量は、分子
式CuCO3 ・Cu(OH)2 の理論量の1.1倍以上
とすることにより塩基性炭酸銅の熱分解により生成する
酸化銅と無機V族化合物との反応による発熱を吸収す
る。アナターゼ型微粒子酸化チタンの平均粒子径は、
0.3μm以下とし、比表面積を50〜80m2 /gと
することにより、塩基性炭酸銅の均一分散に寄与して無
機V族化合物のとの反応をはやく完全にさせ、固気接触
面積を増し、径の大きい細孔が多いことから除害容量を
増大させることができる。
The content of the hydroxyl group in the basic copper carbonate is set to be at least 1.1 times the theoretical amount of the molecular formula CuCO 3 .Cu (OH) 2 , so that the copper oxide generated by the thermal decomposition of the basic copper carbonate is reduced. It absorbs heat generated by the reaction with the inorganic group V compound. The average particle size of the anatase-type fine particle titanium oxide is
When the specific surface area is set to 0.3 μm or less and the specific surface area is set to 50 to 80 m 2 / g, the reaction with the inorganic group V compound contributes to the uniform dispersion of the basic copper carbonate, and completes the reaction quickly. Since the number of pores having a large diameter is large, the abatement capacity can be increased.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 III−V族化合物半導体薄膜製造工程
から排出される無機V族化合物を含有する排ガスを処理
する排ガスの処理剤であって、塩基性炭酸銅にアナター
ゼ型微粒子酸化チタンを混合して調製したことを特徴と
する排ガスの処理剤。
An exhaust gas treating agent for treating an exhaust gas containing an inorganic group V compound discharged from a group III-V compound semiconductor thin film manufacturing process, wherein an anatase type fine particle titanium oxide is mixed with basic copper carbonate. An exhaust gas treating agent characterized by being prepared by:
【請求項2】 塩基性炭酸銅の平均粒子径が、0.5μ
m以下であることを特徴とする請求項1記載の排ガスの
処理剤。
2. An average particle diameter of the basic copper carbonate is 0.5 μm.
m or less.
【請求項3】 塩基性炭酸銅中の水酸基の含有量が、分
子式CuCO3 ・Cu(OH)2 の理論量の1.1倍以
上であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の
排ガスの処理剤。
3. The method according to claim 1, wherein the content of hydroxyl groups in the basic copper carbonate is at least 1.1 times the theoretical amount of the molecular formula CuCO 3 .Cu (OH) 2. Exhaust gas treatment agent.
【請求項4】 アナターゼ型微粒子酸化チタンの平均粒
子径が、0.3μm以下であり、比表面積が50〜80
2 /gであることを特徴とする請求項1、請求項2又
は請求項3記載の排ガスの処理剤。
4. An anatase type fine particle titanium oxide having an average particle diameter of 0.3 μm or less and a specific surface area of 50 to 80.
The exhaust gas treating agent according to claim 1, wherein the treating agent is m 2 / g.
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