JP2932056B2 - 有害成分の固体検知剤 - Google Patents

有害成分の固体検知剤

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宏明 今井
▲均▼ 菊池
文誉 遠藤
信二 市村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排ガス中に含まれる有
害成分の固体検知剤に関し、詳しくは、半導体製造工場
等から排出される排ガス中に含まれる揮発性無機水素化
物,揮発性無機ハロゲン化物、有機金属化合物を乾式検
知する固体検知剤に関する。
【0002】
【従来の技術】揮発性無機水素化物,揮発性無機ハロゲ
ン化物、有機金属化合物等の有害ガス成分を使用する半
導体製造工程等からは、これらの有害成分を含む排ガス
が排出される。これらの有害成分は、毒性や可燃性を有
する危険なものであり、該排気ガスを大気中に放出する
前に無害化する必要がある。
【0003】半導体製造工場における排ガス中の有害成
分の無害化処理は、従来のスクラバー等による湿式乃至
湿潤状態の除去剤による半湿式の方法から、近年は、乾
式による処理技術へと移行してきており、例えば、ヒ素
を含有する有害ガスの固体除去剤として酸化銅を主体と
した除去剤(特公平3−64166号公報、特公平3−
64167号公報)、ガス状ケイ素化合物の固体除去剤
として酸化銅又は酸化銅と酸化亜鉛との混合物を主体と
した除去剤(特公平4−17082号公報)やシラン系
ガスの固体除去剤として金属酸化物を主成分とした除去
剤(特公平4−19886号公報)等が提案されてきて
いる。
【0004】そして、このような固体除去剤を使用して
有害ガス成分を除去する方法としては、一般に、該除去
剤を充填した充填筒に有害成分を含む排ガスを通して有
害成分を固体除去剤に接触させ、該有害成分を除去する
方法が採られている。ところが、この方法で有害成分を
含む排ガスを処理する際、除去処理の進行に伴い、除去
剤の除去能力が低下して除去剤の能力が破過すると、除
去剤充填筒を通過した排ガス中の有害成分が所定濃度を
超えてしまう。このため、固体除去剤の除去能力が低下
する前に除去剤を交換し、再充填しなければならない
が、除去剤の能力の低下、すなわち、除去剤の破過を事
前に確認するために、除去剤充填筒の後段に高価な分析
計を取付けるのでは、設備費と手間がかかる。
【0005】そこで、除去剤の破過を簡便に、しかも確
実に検知するための検知剤の開発が種々行われており、
アルシン,ホスフィン,ジボラン,セレン化水素,ゲル
マン,モノシラン,ジシラン,ジクロルシラン等を含む
有害ガスを検知する固体検知剤として、例えば、塩基性
炭酸銅を変色成分とする検知剤(特公平4−79576
号公報)、有機酸の銅塩を変色成分とする検知剤(特公
平4−79577号公報)、第二銅塩とパラジウム塩と
の混合物を変色成分とする検知剤(特公平4−7957
8号公報)等が提案されている。また、安価で変色が鋭
敏であり、退色もない硝酸銅を変色成分とする検知剤
(特開平4−97752号公報)、さらに、金属のアル
キル化合物等の有機金属化合物を含む有害ガスを検知す
る固体検知剤としては、銅塩と金塩との混合物を変色成
分とする検知剤(特開平2−110369号公報,特開
平2−110370号公報)が提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、パラジウム塩
や金塩を変色成分とする固体検知剤は、原料が高価であ
ったり、塩基性炭酸銅や有機酸の銅塩を変色成分とする
固体検知剤は、銅塩の溶解、沈殿、ろ過、乾燥等といっ
た製造プロセスにコストがかかる。また、変色成分を硝
酸銅とした固体検知剤は、検知剤としては優れた性能を
有するものの、対象ガスとの反応が過度に進行すると、
酸化窒素を発生するおそれがあり、検知剤として使用す
ることは好ましくない。
【0007】そこで、本発明は、半導体製造工場等から
排出される排ガス中に含まれる有害成分である揮発性無
機水素化物,揮発性無機ハロゲン化物、有機金属化合物
を、確実に乾式で検知できる固体検知剤を提供すること
を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、有害成分とし
て排ガス中に含有している揮発性無機水素化物,揮発性
無機ハロゲン化物,有機金属化合物を乾式検知する固体
検知剤であって、結晶性の水酸化第二銅を反応主成分と
することを特徴とするものである
【0009】本発明の対象となる有害成分は、半導体製
造工場等で使用される揮発性無機水素化物,揮発性無機
ハロゲン化物,有機金属化合物である。前記揮発性無機
水素化物としては、ジボラン,シラン,ジシラン,ゲル
マン,アンモニア,ホスフィン,アルシン,硫化水素,
セレン化水素等を挙げることができ、また、揮発性無機
ハロゲン化物としては、三フッ化ホウ素,三塩化ホウ
素,四フッ化ケイ素,ジクロルシラン,トリクロルシラ
ン,四塩化ケイ素,トリクロルアルシン,六フッ化タン
グステン,フッ素,塩素,フッ化水素,塩化水素,臭化
水素等、ハロゲンガスも含む各種ガスを挙げることがで
きる。
【0010】さらに、有機金属化合物としては、アルキ
ル基を含むものとして、ジメチル亜鉛,ジエチル亜鉛,
トリメチルアルミニウム,トリエチルアルミニウム,ト
リメチルガリウム,トリエチルガリウム,トリメチルイ
ンジウム,トリエチルインジウム,テトラメチル錫,テ
トラエチル錫,ターシャリーブチルホスフィン,トリメ
チルアルシン,トリエチルアルシン,ターシャリーブチ
ルアルシン等を、アルコキシド基を含むものとして、ジ
メトキシ亜鉛,トリブトキシガリウム,トリメトキシボ
ロン,トリエトキシボロン,テトラメトキシシラン,テ
トラエトキシシラン,テトラメトキシゲルマン,テトラ
エトキシゲルマン,テトラターシャリーブトキシ錫,ト
リメトキシホスフィン,トリエトキシホスフィン,トリ
メトキシアルシン,トリエトキシアルシン,テトラエト
キシセレン,テトラメトキシチタン,テトラエトキシチ
タン,テトライソプロポキシチタン,テトライソプロポ
キシジルコニウム,テトラターシャリーブトキシジルコ
ニウム,ペンタメトキシタンタル,ペンタエトキシタン
タル等をそれぞれ挙げることができる。
【0011】また、主成分となる結晶性の水酸化第二銅
(Cu(OH)2 )は、上記検知対象ガスと接触して反
応すると、青色から黒色に鮮明に変色するので、これを
透明乃至透明窓を設けた充填筒に充填すれば、有害成分
を確実に検知できる。
【0012】本発明において主成分となる結晶性の水酸
化第二銅は、非晶質のものより温度に対する安定性が高
いので、有害成分の濃度が高く、反応熱が高い場合
、安定的に使用できる。
【0013】また、本発明の固体検知剤は、前記有害成
分に接触すると、該有害成分が僅かの濃度でもそれと敏
感に反応して青色から黒色に変色するだけでなく、該有
害成分の除去能力も有している。したがって、固体除去
剤の下流に本発明の固体検知剤を配置すれば、固体検知
剤の変色により、固体除去剤の破過を知ることができ、
しかも、固体除去剤を通過した有害成分を除去すること
もできる。このため、本発明の固体検知剤を透明乃至透
明窓を設けた充填筒に充填することにより、上流側から
変色前線が推移してゆく状況を観察できるので、余裕を
もって固体除去剤及び固体検知剤の交換時期を知ること
ができる。
【0014】なお、本発明の固体検知剤においては、
晶性の水酸化第二銅を単体で用いてもよく、他の成分と
混合して用いてもよい。また、細粒化処理を施し、アル
ミナやシリカ又はケイソウ土等のケイ酸塩の担体に担持
させて比表面積を大きくして用いることも可能である。
【0015】
【実施例】実施例1 市販の結晶性の水酸化第二銅粉末(関東化学製)を直径
1mm×長さ3mmに成型し、内径40mm、高さ50
0mmの透明なカラムに約220g充填した(充填長:
150mm)。カラムを窒素ガスでパージした後、カラ
ム出口ガスを冷原子吸光型のガスモニタで常時監視しな
がら、窒素ベースでシラン濃度1%の試験ガスを750
ml/min(空塔速度:1.0cm/sec)で通気
した。時間の経過とともに充填層が上流から下流に向け
て青色から黒色に変色し、黒色/青色前線の移動が観察
された。通気開始後3670分で、黒色/青色の変色前
線の位置が充填層最下流部から約10mmのところに達
し、出口ガスのシラン濃度が5ppmになった。
【0016】したがって、シランの除去剤の下流に結晶
性の水酸化第二銅を10mm以上の長さ充填した透明な
カラムを直列に連結しておけば、除去剤の破過を検知す
ることができる。また、結晶性の水酸化第二銅をシラン
の検知剤として使用すると、シランの検知と同時に、シ
ランの除去を行うことができる。
【0017】実施例2 試験ガスを水素ベースでアルシン濃度1%とし、カラム
出口ガスを検知器(日本酸素製AD−10分析計)で監
視した以外は、実施例1と同様に行った。その結果、時
間の経過とともに充填層が上流から下流に向けて青色か
ら黒色に変色し、黒色/青色前線の移動が観察された。
通気開始後4550分で、黒色/青色の変色前線の位置
が充填層最下流部から約10mmのところに達し、出口
ガスのアルシン濃度が0.05ppmになった。
【0018】実施例3 試験ガスを水素ベースでホスフィン濃度1%とした以外
は、実施例2と同様に行った。その結果、通気開始後3
870分で、黒色/青色の変色前線の位置が充填層最下
流部から約10mmのところに達し、出口ガスのホスフ
ィン濃度が0.3ppmになった。
【0019】実施例4 試験ガスを窒素ベースでジクロルシラン濃度1%とし、
カラム出口ガスを、ハロゲンモニタ(日本バイオニクス
社製ハロゲンモニタTG−3400)にて監視した以外
は、実施例1と同様に行った。その結果、通気開始後4
690分で、黒色/青色の変色前線の位置が充填層最下
流部から約10mmのところに達し、出口ガスのジクロ
ルシラン濃度が5ppmになった。
【0020】実施例5 試験ガスを窒素ベースでターシャリーブチルアルシン濃
度1%とした以外は実施例2と同様に行った。その結
果、通気開始後2640分で、黒色/青色の変色前線の
位置が充填層最下流部から約10mmのところに達し、
出口ガスのターシャリーブチルアルシン濃度が0.03
ppmになった。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の結晶性の
水酸化第二銅を反応主成分とする固体検知剤は、排ガス
中に含まれる有害成分である揮発性無機水素化物,揮発
性無機ハロゲン化物、有機金属化合物に接触すると鋭敏
に反応して、青色から黒色に鮮明に変色するので、これ
を透明乃至透明窓を設けた充填筒に充填すれば、有害成
分を確実に検知できるから、固体除去剤の下流に配置す
れば、変色によって固体除去剤の破過を知ることができ
る。しかも、本発明の固体検知剤は、上流側から変色前
線が推移してゆく状況を観察できるとともに、有害成分
の除去能力も有しているので、固体除去剤を通過した有
害成分を除去することもできるから、余裕をもって固体
除去剤及び固体検知剤の交換時期を知ることができる。
【0022】また、非晶質のものより温度に対する安定
性が高い結晶性の水酸化第二銅を用いているから、有害
成分の濃度が高く、反応熱が高い場合でも、安定的に使
用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 文誉 山梨県北巨摩郡高根町下黒沢3054−3 日本酸素株式会社内 (72)発明者 市村 信二 神奈川県川崎市幸区塚越4−320 日本 酸素株式会社内 (72)発明者 吉田 恵美 神奈川県川崎市幸区塚越4−320 日本 酸素株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−68051(JP,A) 特開 平1−15135(JP,A) 特開 昭50−139075(JP,A) 特開 平2−110370(JP,A) 特公 平4−79578(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 31/22 121

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有害成分として排ガス中に含有している
    揮発性無機水素化物,揮発性無機ハロゲン化物,有機金
    属化合物を乾式検知する固体検知剤であって、結晶性の
    水酸化第二銅を反応主成分とすることを特徴とする有害
    成分の固体検知剤。
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JP4909614B2 (ja) * 2006-03-28 2012-04-04 大陽日酸株式会社 水素化物ガス中の微量不純物分析方法及び装置

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