JP3073321B2 - How to purify harmful gases - Google Patents

How to purify harmful gases

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JP3073321B2
JP3073321B2 JP04169104A JP16910492A JP3073321B2 JP 3073321 B2 JP3073321 B2 JP 3073321B2 JP 04169104 A JP04169104 A JP 04169104A JP 16910492 A JP16910492 A JP 16910492A JP 3073321 B2 JP3073321 B2 JP 3073321B2
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    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
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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】本発明は有害ガスの浄化方法に関
し、さらに詳細にはジクロロシラン、塩化水素、六弗化
タングステン、三弗化塩素など半導体製造工程などで使
用されるハロゲン化物系の有害ガスの浄化方法に関す
る。近年、半導体工業やオプトエレクトロニクス工業の
発展とともに塩化水素、ジクロロシラン、三弗化塩素、
六弗化タングステンなどハロゲン化物ガスの種類および
使用量が増加している。これらのガスはシリコン半導体
や化合物半導体製造工業などにおいて、結晶性シリコ
ン、アモルファスシリコンあるいは酸化シリコン膜の生
成に用いられたり、また、エッチングガスとして不可欠
な物質であるがいずれも毒性が高く、人体および環境に
悪影響を与えるので、これら毒性ガスを含むガスは半導
体製造工程などに使用後大気に放出するに先立って有害
成分を除去する必要がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for purifying harmful gases, and more particularly to a method for purifying harmful gases such as dichlorosilane, hydrogen chloride, tungsten hexafluoride and chlorine trifluoride which are used in a semiconductor manufacturing process. It relates to a gas purification method. In recent years, along with the development of the semiconductor and optoelectronic industries, hydrogen chloride, dichlorosilane, chlorine trifluoride,
The types and usage of halide gases such as tungsten hexafluoride are increasing. These gases are used to produce crystalline silicon, amorphous silicon, or silicon oxide films in the silicon semiconductor and compound semiconductor manufacturing industries, and are indispensable substances as etching gases. Gases containing these toxic gases must be removed of harmful components before they are released into the atmosphere after use in semiconductor manufacturing processes, etc., because they have a bad influence on the environment.

【0002】また、四弗化炭素、パーフルオロプロパ
ン、六弗化硫黄など加水分解性や比較的毒性の小さいガ
スも半導体製造工程でシリコン膜や酸化シリコン膜など
のドライエッチングに使用されているが、エッチング工
程を経て排出されるガス中にはこれらのガスと前述の膜
成分との反応やガスの分解によって四弗化珪素や弗素な
どの有害成分を生成するため、工程からの排出ガスに際
しては十分な注意が必要である。一方、これらの有害ガ
スは以下に例示するように、通常は容積が0.1〜47
Lのガスボンベに純ガスまたは窒素などで希釈した状態
で充填されて市販されている。 (市販ガス充填ボンベの例) ガス名 ボンベ容量 濃 度 充填重量 (L) (%) (kg) HCl 47 100 25 SiH2 Cl 2 10 100 10 これらのボンベの使用に際しては、ガスが漏洩した場合
に直接外部の空気を汚染することを防止するため、通常
はボンベボックスと呼ばれる換気ダクトに接続されたボ
ンベ収納器内に収納された状態で半導体プロセスなどへ
のガスの供給配管に接続した形態で用いられる。しかし
ながら、ボンベボックス内に収納されていても思わぬ事
故などにより、例えば5〜10分程度の短時間でボンベ
が空になるような急激な漏洩が発生する危険性が皆無と
いえず、このような事故に対処しうる万全の対策が強く
要望されている。
In addition, hydrolytic and relatively toxic gases such as carbon tetrafluoride, perfluoropropane and sulfur hexafluoride are also used for dry etching of silicon films and silicon oxide films in semiconductor manufacturing processes. Since harmful components such as silicon tetrafluoride and fluorine are generated in the gas discharged through the etching process due to the reaction between these gases and the above-mentioned film components and the decomposition of the gas, Great care must be taken. On the other hand, these harmful gases usually have a volume of 0.1 to 47 as exemplified below.
L gas cylinders are commercially available after being filled in a state diluted with pure gas or nitrogen or the like. (Example of a commercially available gas-filled cylinder) Gas name Cylinder capacity Concentration Filling weight (L) (%) (kg) HCl 47 100 25 SiH 2 Cl 2 10 100 10 When using these cylinders, if gas leaks, In order to prevent direct contamination of the outside air, it is usually used in a form connected to a gas supply pipe to semiconductor processes etc. while being housed in a cylinder housing connected to a ventilation duct called a cylinder box. Can be However, even if it is stored in the cylinder box, there is no danger of sudden leakage such as emptying of the cylinder in a short time of about 5 to 10 minutes due to an unexpected accident or the like. There is a strong demand for thorough measures that can cope with serious accidents.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来、ガス中に含有される塩化水素、ジ
クロロシラン、三弗化硼素などのハロゲン化物ガスを除
去する手段として、スクラバーで吸収分解させる湿式法
と、アルカリ成分を活性炭などの多孔質担体に含浸させ
た浄化剤、ソーダライムを有効成分とする浄化剤などを
充填した充填筒にこれらの有害ガスを流して浄化する乾
式方法が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a means for removing a halide gas such as hydrogen chloride, dichlorosilane or boron trifluoride contained in a gas, a wet method in which a gas is absorbed and decomposed by a scrubber and a porous method in which an alkali component is activated carbon or the like are used. A dry method is known in which these harmful gases are passed through a packed cylinder filled with a purifying agent impregnated in a porous carrier, a purifying agent containing soda lime as an active ingredient, and the like, for purification.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、湿式法
は一般的に後処理に困難性があり、装置の保守費用を要
するという欠点がある。一方、乾式法として活性炭など
の多孔質担体に水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど
を含浸させた浄化剤やソーダライムを用いたものは除去
速度および除去容量が必ずしも十分とはいえず、有害ガ
ス濃度が高かったり、急激に漏洩したような緊急時に対
しては迅速に処理できないという問題点がある。また、
活性炭を担体とする浄化剤は弗素など反応性の極めて高
いガスでは発火性の物質を生ずることがあり、火災の危
険性がある。さらに、ソーダライムは潮解性を有してお
り、処理ガス中に含まれている水分によって浄化筒の閉
塞が起こる虞があり、さらに塩化水素やジクロロシラン
などの塩化物ガスを流通させた場合には潮解性の著しい
塩化ルシウムが生成するので浄化に適するガスの種類が
制限される問題がある。従って、有害ガスの処理速度お
よび処理容量が大きく、ボンベの異常などで濃度は比較
的低いが大量のガスが漏洩するような緊急時ばかりでな
く、通常、半導体製造プロセスから排出される濃度の高
い有害ガスなどのいずれに対しても除去性能が優れ、浄
化の際に火災などの危険性がなく、かつ、潮解による浄
化筒の閉塞などが生ずる虞のない浄化方法の出現が望ま
れてきた。
However, the wet method has a drawback in that the post-treatment is generally difficult and the maintenance cost of the apparatus is required. On the other hand, as for the dry method, the removal rate and removal capacity are not necessarily sufficient for those using a purifying agent or soda lime in which a porous carrier such as activated carbon is impregnated with sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc. However, there is a problem that it is not possible to promptly deal with an emergency such as high cost or sudden leakage. Also,
A purifying agent using activated carbon as a carrier may generate an ignitable substance with extremely reactive gas such as fluorine, which may cause a fire. Furthermore, soda lime has deliquescence, and the moisture contained in the processing gas may cause clogging of the purification column, and furthermore, when chloride gas such as hydrogen chloride or dichlorosilane is allowed to flow. However, there is a problem in that the type of gas suitable for purification is limited because of the formation of highly deliquescent ruthenium chloride. Therefore, the processing speed and processing capacity of the harmful gas are large, and the concentration is relatively low due to abnormality of the cylinder, but not only in an emergency such as leakage of a large amount of gas, but also the high concentration discharged from the semiconductor manufacturing process is usually high. It has been desired to develop a purification method that has excellent removal performance for any harmful gas and the like, has no risk of fire or the like during purification, and has no risk of blockage of the purification column due to deliquescence.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
問題点を解決するべく鋭意検討を重ねた結果、酸化亜
鉛、酸化アルミニウムおよびアルカリ化合物を含有する
浄化剤を用いることによって、種々の状態における有害
ガスをも極めて効率良く、しかも安全に除去しうること
を見い出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、
有害成分としてハロゲン化物ガスを含有するガスを、酸
化亜鉛、酸化アルミニウムおよびアルカリ化合物より構
成される浄化剤と接触させて、該有害成分を除去するこ
とを特徴とする有害ガスの浄化方法である。本発明は空
気、窒素および水素中などに含有される塩素、塩化水
素、ジクロロシラン、四塩化珪素、三塩化燐、三弗化塩
素、三塩化硼素、三弗化硼素、六弗化タングステン、四
弗化珪素、弗素、弗化水素、臭化水素などハロゲン化物
系の有害ガスを効率良く除去することができる。特に、
前記したようなボンベから急激に漏洩するなどで有害ガ
スによって汚染されたガス(通常は空気)の迅速な浄化
(低濃度、大流量)のみならず半導体プロセスから排出
される一般的に濃度の高い有害ガス(高濃度、定流量)
など従来の方法では浄化が困難であった条件においても
優れた効果が得られる。
The present inventors have made intensive studies to solve these problems, and as a result, by using a purifying agent containing zinc oxide, aluminum oxide and an alkali compound, various methods have been proposed. It has been found that harmful gases in the state can be removed very efficiently and safely, and the present invention has been completed. That is, the present invention
A method for purifying a harmful gas, which comprises contacting a gas containing a halide gas as a harmful component with a purifying agent composed of zinc oxide, aluminum oxide and an alkali compound to remove the harmful component. The present invention relates to chlorine, hydrogen chloride, dichlorosilane, silicon tetrachloride, phosphorus trichloride, chlorine trifluoride, boron trichloride, boron trifluoride, tungsten hexafluoride, tetrachloride contained in air, nitrogen, and hydrogen. Halide-based harmful gases such as silicon fluoride, fluorine, hydrogen fluoride and hydrogen bromide can be efficiently removed. In particular,
Not only rapid purification (low concentration, high flow rate) of gas (usually air) contaminated by harmful gas such as rapid leakage from the cylinder as described above, but also generally high concentration discharged from a semiconductor process. Hazardous gas (high concentration, constant flow)
Excellent effects can be obtained even under conditions where purification by conventional methods is difficult.

【0006】本発明において使用される浄化剤は酸化亜
鉛、酸化アルミニウムおよびアルカリ化合物を主成分と
するものである。酸化亜鉛としては市販品の中から適当
なものを選択してもよく、また焼成などによって酸化亜
鉛に変化しうる炭酸亜鉛、塩基性炭酸亜鉛、水酸化亜鉛
および有機酸亜鉛などの前駆物質を用いてもよい。ま
た、酸化アルミニウムは、通常はアルミナ水和物が使用
され、例えば市販のアルミナゾルあるいはこれを粉末に
した高濃度アルミナなどが好適である。さらに、アルカ
リ化合物としてはリチウム、ナトリウム、カリウムなど
のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウムなどのアル
カリ土類金属およびアンモニウムの水酸化物、炭酸塩お
よび酢酸塩などである。これらのうちでも炭酸カリウ
ム、重炭酸カリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウ
ム、重炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化アン
モニウムおよびこれらの混合物が好ましい。酸化亜鉛に
対する酸化アルミニウムおよびアルカリ化合物の量は、
原子数割合で亜鉛1原子に対し、通常はアルミニウム
0.02〜0.60原子、好ましくは0.05〜0.6
0原子であり、またアルカリ化合物の量は、通常はアル
カリ金属またはアンモニウム基で0.02〜0.70原
子、好ましくは0.05〜0.50原子である。また亜
鉛以外の金属成分として銅、クロム、鉄、ニッケル、コ
バルトなどが少量含有されているものであってもよい。
The purifying agent used in the present invention contains zinc oxide, aluminum oxide and an alkali compound as main components. As the zinc oxide, an appropriate one may be selected from among commercially available products, and a precursor such as zinc carbonate, basic zinc carbonate, zinc hydroxide and organic acid zinc which can be converted to zinc oxide by firing or the like is used. You may. As the aluminum oxide, alumina hydrate is usually used, and for example, commercially available alumina sol or high-concentration alumina obtained by powdering the same is suitable. Further, examples of the alkali compound include hydroxides, carbonates and acetates of alkali metals such as lithium, sodium and potassium, alkaline earth metals such as magnesium and calcium, and ammonium. Of these, potassium carbonate, potassium bicarbonate, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium hydroxide, ammonium hydroxide and mixtures thereof are preferred. The amount of aluminum oxide and alkali compound relative to zinc oxide is
Usually, 0.02 to 0.60 atom of aluminum, preferably 0.05 to 0.6 atom, relative to 1 atom of zinc in atomic ratio.
0 atom, and the amount of the alkali compound is usually 0.02 to 0.70 atom, preferably 0.05 to 0.50 atom in an alkali metal or ammonium group. Further, a material containing a small amount of copper, chromium, iron, nickel, cobalt, or the like as a metal component other than zinc may be used.

【0007】浄化剤を調製するには種々な方法がある
が、例えば亜鉛の酸化物または酸化物の前駆物質とアル
ミナゾルおよびアルカリ化合物の混合物に水を加えて混
練するか、またはその前駆物質とアルミナゾルに水を加
えて得たケーキを乾燥したものをそのまま浄化剤として
用いてもよく、あるいは成型体として用いてもよい。浄
化剤を有害ガスの浄化筒などに充填して用いる場合には
ペレット状などに成型して用いることが好ましい。成型
法には種々の方法があり、例えば、上記で得た混合物の
ケーキを押し出し成型し、得られたペレットを乾燥する
方法、ケーキを乾燥した後粉砕し、これにグラファイト
などの滑剤を添加、混合したものを打錠成型する方法、
あるいはケーキを造粒機などを用いて、顆粒状とする方
法などがある。これらのうち加工性および形状、大きさ
の選択の容易さなどから押し出し成型によりペレット状
とするのが一般的で便利であり、また、ペレットはマル
メライザーなどを用いてその先端をまるめた形とするこ
とが好ましい。
There are various methods for preparing a purifying agent. For example, water is added to a mixture of zinc oxide or a precursor of the oxide and an alumina sol and an alkali compound and kneaded, or the precursor is mixed with an alumina sol. The cake obtained by adding water to water may be used as a purifying agent as it is, or may be used as a molded product. When the purifying agent is used by filling it in a harmful gas purifying column or the like, it is preferable to use the purifying agent by molding it into a pellet or the like. There are various molding methods, for example, extruding the cake of the mixture obtained above, molding the obtained pellets, drying the cake, pulverizing the cake after drying, adding a lubricant such as graphite to this, Tablet molding method of the mixture,
Alternatively, there is a method in which the cake is granulated using a granulator or the like. Of these, it is common and convenient to extrude and form pellets because of workability and shape, ease of selection of size, etc., and pellets are rounded at the tip using a marmellaizer etc. Is preferred.

【0008】成形体の大きさおよび形状には特に制限は
ないが、球形、円柱状、および円筒形などが代表例とし
て挙げられる。その大きさは球状であれば直径0.5〜
10mm、円柱状であれば直径0.5〜10mm、高さ
2〜20mm程度とされ、粒状など不定形のものであれ
ば、ふるいの目の開きで0.84〜5.66mm程度の
範囲のものが使用される。成形体の密度は通常は0.5
〜3.0g/ml、好ましくは0.7〜2.5g/ml
の範囲である。本発明において密度とは成形体(粒)の
重さを成形体の幾何学的体積で割ったものをいう。また
成形体を浄化筒に充填した場合の密度は通常は0.4〜
2.0g/ml、好ましくは0.5〜1.5g/ml程
度である。
[0008] The size and shape of the molded body are not particularly limited, but spheres, columns, cylinders and the like are typical examples. If the size is spherical, the diameter is 0.5 ~
If the diameter is 10 mm, the diameter is about 0.5 to 10 mm and the height is about 2 to 20 mm in the case of a cylindrical shape, and the diameter is about 0.84 to 5.66 mm in the case of an irregular shape such as a grain. Things are used. The density of the compact is usually 0.5
-3.0 g / ml, preferably 0.7-2.5 g / ml
Range. In the present invention, the density refers to a value obtained by dividing the weight of a compact (grain) by the geometric volume of the compact. Also, the density when the molded body is filled in a purification column is usually 0.4 to
It is about 2.0 g / ml, preferably about 0.5 to 1.5 g / ml.

【0009】本発明において浄化剤は固定床として用い
られる他、移動床、流動床として用いることも可能であ
る。通常は浄化剤は浄化筒内に充填されハロゲン化物ガ
スを含有するガスはこの浄化筒内に流され、浄化剤と接
触させることにより、有害成分であるハロゲン化物が除
去される。本発明の浄化方法が適用される処理対象ガス
中に含有されるハロゲン化物ガスの濃度および流速には
特に制限はないが、一般に濃度が高いほど流速を小さく
することが望ましい。除去可能な有害ガスの濃度は通常
は1%以下であるが、流量が小さい場合にはさらに高濃
度のハロゲンガスの処理も可能である。浄化筒は有害ガ
ス濃度、処理対象ガスの量などに応じて設計されるが、
有害ガス濃度が0.1%以下のような比較的低濃度では
空筒線速度(LV)は0.3〜1.5m/sec、有害
ガス濃度が0.1〜1%程度ではLVは0.05〜0.
3m/sec、濃度が1%以上のような高濃度ではLV
は0.05m/sec以下の範囲で設計することが好ま
しい。従って、例えば有害ガスがガスボンベから急激に
漏洩し、多量の空気などで希釈されるような場合にはL
Vは0.3〜1.5m/sec、プロセスから定常的に
排出される濃度の高い有害ガスのような場合には0.0
5〜0.3m/secが一般的な基準となる。接触温度
は通常は0〜90℃、好ましくは常温(10〜50℃)
で操作され、特に加熱や冷却を必要としない。なお、接
触開始後は反応熱により、有害ガスの濃度によっては温
度が若干上昇することもあるが、活性炭など可燃物を使
用していないため発火などの危険性はない。接触時の圧
力は通常は常圧であるが、減圧乃至1kg/cm2 Gの
ような加圧下で操作することも可能である。本発明の方
法が適用される有害ガスの湿度には特に制限なく、乾燥
状態または湿潤状態であっても結露を生じない程度であ
ればよく、浄化剤の潮解や能力低下を生ずる恐れはな
い。また、空気中の炭酸ガスなどによって、悪影響を受
けることも特にない。
In the present invention, the purifying agent can be used not only as a fixed bed but also as a moving bed or a fluidized bed. Normally, a purifying agent is filled in a purifying column, and a gas containing a halide gas is flowed into the purifying column, and the harmful component halide is removed by bringing the gas into contact with the purifying agent. The concentration and flow rate of the halide gas contained in the gas to be treated to which the purification method of the present invention is applied are not particularly limited, but it is generally desirable that the higher the concentration, the lower the flow rate. The concentration of the harmful gas that can be removed is usually 1% or less, but when the flow rate is small, a higher concentration of the halogen gas can be treated. The purifier is designed according to the concentration of harmful gas, the amount of gas to be treated, etc.
The cylinder linear velocity (LV) is 0.3 to 1.5 m / sec when the harmful gas concentration is relatively low such as 0.1% or less, and the LV is 0 when the harmful gas concentration is about 0.1 to 1%. .05-0.
At a high concentration such as 3 m / sec and a concentration of 1% or more, LV
Is preferably designed within a range of 0.05 m / sec or less. Therefore, for example, when harmful gas leaks rapidly from the gas cylinder and is diluted with a large amount of air, etc.
V is 0.3 to 1.5 m / sec, and is 0.0 in the case of high concentration harmful gas constantly discharged from the process.
5 to 0.3 m / sec is a general standard. The contact temperature is usually 0 to 90 ° C, preferably normal temperature (10 to 50 ° C)
It does not require heating or cooling. After the start of contact, the temperature of the harmful gas may increase slightly depending on the concentration of the harmful gas due to the heat of reaction, but there is no danger of ignition or the like because no combustible material such as activated carbon is used. The pressure at the time of contact is usually normal pressure, but it is also possible to operate under reduced pressure or under pressure such as 1 kg / cm 2 G. The humidity of the harmful gas to which the method of the present invention is applied is not particularly limited as long as it does not cause dew condensation even in a dry or wet state, and there is no possibility of deliquescent or deterioration of the purifying agent. Also, there is no particular adverse effect due to carbon dioxide in the air.

【0010】本発明において、例えばボンベボックス内
における有害ガスの急激な漏洩を想定する場合は、図1
のフローシートで示したように浄化筒1を、ガスボンベ
2が収納されたボンベボックス3内の空気を連続的に吸
引換気するためのブロアー4に接続された換気ダクト5
に介在させた状態でおこなわれる。このような設備では
有害ガスの急激な漏洩が生じても空気と混合することに
よって、その濃度が1%以下に希釈されるに充分なブロ
アーが設けられているのが通常である。具体的には、換
気容量が5〜200m3 /min程度のブロアーが設置
されているのが一般的であり、例えば前記の表で示した
ような市販のガスボンベが5〜10分で空になるような
漏洩が生じた場合の空気中などの有害ガスの含有量は、
50〜1000ppm程度であると想定される。浄化筒
内の浄化剤の充填長はガスの流量および有害ガスの濃度
などによって異なり一概に特定はできないが、実用上通
常は、50〜500mm程度とされ、浄化筒の内径は筒
内を流れるガスの空筒線速度(LV)が0.3〜1.5
m/sec程度となる大きさに設計される。一般的には
これらは充填層の圧力損失、ガスの接触効率および有害
ガスの濃度などによって定められる。
In the present invention, for example, when it is assumed that a harmful gas leaks in a cylinder box, FIG.
As shown in the flow sheet of FIG. 1, a ventilation duct 5 connected to a blower 4 for continuously sucking and ventilating air in a cylinder box 3 containing a gas cylinder 2 is provided.
It is performed in a state where it is interposed. Such equipment is usually provided with a blower sufficient to reduce the concentration of harmful gas to 1% or less by mixing with air even if a sudden leak of harmful gas occurs. Specifically, a blower having a ventilation capacity of about 5 to 200 m 3 / min is generally installed. For example, a commercially available gas cylinder shown in the above table becomes empty in 5 to 10 minutes. When such a leak occurs, the content of harmful gas such as in air is
It is assumed to be around 50-1000 ppm. The filling length of the purifying agent in the purifying cylinder differs depending on the flow rate of the gas and the concentration of the harmful gas and cannot be specified unconditionally. However, in practice, it is usually about 50 to 500 mm, and the inner diameter of the purifying cylinder is the gas flowing through the cylinder. The cylinder linear velocity (LV) is 0.3 to 1.5
It is designed to have a size of about m / sec. Generally, these are determined by the pressure loss of the packed bed, the gas contact efficiency, the concentration of harmful gas, and the like.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

実施例1〜13 塩基性炭酸亜鉛500g、高濃度アルミナ(触媒化成
(株)製、カタロイドAP)52.4g(Znの1原子
に対してAlが0.16原子)、無水炭酸カリウム3
0.2g(Znの1原子に対してKが0.10原子)を
小型ニーダーに入れて3分間混合した後、水280gを
加えて1時間混練した。このケーキを小型押出機によっ
て1.9φのノズル板より押出して得たペレットをマル
メライザーによって丸め、110℃にて2時間乾燥し
た。このものをマッフル炉に入れて350℃で1時間焼
成することにより、密度1.14g/mlの浄化剤を得
た。
Examples 1 to 13 500 g of basic zinc carbonate, 52.4 g of high-concentration alumina (catalyst AP, manufactured by Catalysis Kasei Co., Ltd.) (0.16 atom of Al per atom of Zn), anhydrous potassium carbonate 3
0.2 g (K is 0.10 atom per atom of Zn) was put in a small kneader and mixed for 3 minutes, and then 280 g of water was added and kneaded for 1 hour. The cake was extruded from a 1.9φ nozzle plate by a small extruder, and the pellets obtained were rounded by a marmellaizer and dried at 110 ° C. for 2 hours. This was put in a muffle furnace and calcined at 350 ° C. for 1 hour to obtain a purifying agent having a density of 1.14 g / ml.

【0012】この浄化剤を用いて先ずボンベから有害ガ
スが急激に漏洩した場合のような濃度は比較的低いが大
量の有害ガスを想定して浄化実験をおこなった。浄化剤
28.4ml(充填密度0.98g/ml)を内径19
mm、長さ200mmの石英ガラス製の浄化筒に充填
し、これに各種のハロゲン化物ガスを1000ppm含
有する窒素を20℃、常圧下で10.22L/min
(空筒線速度LV=60cm/sec)の流量で流通さ
せた。破過の検知は浄化筒の出口ガスの一部をサンプリ
ングし、塩化物用または弗化物用の検知管(ガステック
社)を用いて測定した。結果を表1に示す。
Using this purifying agent, a purifying experiment was first conducted on the assumption that a large amount of a harmful gas, although the concentration was relatively low as when a harmful gas leaked rapidly from a cylinder. Purification agent 28.4 ml (filling density 0.98 g / ml)
mm and a 200 mm long quartz glass purifying cylinder, into which nitrogen containing 1000 ppm of various halide gases is added at 20 ° C. and normal pressure at 10.22 L / min.
(Cylinder linear velocity LV = 60 cm / sec). The breakthrough was detected by sampling a part of the outlet gas of the purifying column and using a chloride or fluoride detector tube (Gastec). Table 1 shows the results.

【0013】[0013]

【表1】 表1 実施例 有害ガス 有害ガス 空筒線速度 有効処理時間 の種類 の濃度 LV (ppm) (cm/sec) (min) 1 塩化水素 1000 60 112 2 ジクロロシラン 1000 60 45 3 三塩化硼素 1000 60 20 4 四塩化珪素 1000 60 26 5 塩素 1000 60 42 6 四弗化珪素 1000 60 23 7 三塩化燐 1000 60 23 8 弗素 1000 60 97 9 三弗化塩素 1000 60 49 10 六弗化タングステン1000 60 23 11 臭化水素 1000 60 83 12 弗化水素 1000 60 40 13 三弗化硼素 1000 60 25Table 1 Example 1 Harmful gas Harmful gas Void linear velocity Effective treatment time Type concentration LV (ppm) (cm / sec) (min) 1 Hydrogen chloride 1000 60 112 2 Dichlorosilane 1000 60 45 3 Trichloride Boron 1000 60 20 4 Silicon tetrachloride 1000 60 265 Chlorine 1000 60 42 6 Silicon tetrafluoride 1000 60 237 Phosphorus trichloride 1000 60 238 Fluorine 1000 60 97 9 9 Chlorine trifluoride 1000 60 49 10 Tungsten hexafluoride 1000 60 23 11 Hydrogen bromide 1000 60 83 12 Hydrogen fluoride 1000 60 40 13 Boron trifluoride 1000 60 25

【0014】実施例14〜26 次に、半導体プロセスから排出される高濃度、定流量の
有害ガスを想定して浄化実験をおこなった。各種のハロ
ゲン化物ガスを1vol%含有する窒素について、それ
ぞれ実施例1と同様の浄化筒を準備し、20℃、常圧下
にて850ml/min(LV=1cm/sec)の流
量で流通させ、実施例1〜13と同様にして破過までの
時間を測定した。結果を表2に示す。
Examples 14 to 26 Next, a purification experiment was performed assuming a high-concentration, constant-flow harmful gas discharged from the semiconductor process. For nitrogen containing 1 vol% of various kinds of halide gases, the same purifying column as in Example 1 was prepared and circulated at 20 ° C. and normal pressure at a flow rate of 850 ml / min (LV = 1 cm / sec). The time until breakthrough was measured in the same manner as in Examples 1 to 13. Table 2 shows the results.

【0015】[0015]

【表2】 表2 実施例 有害ガス 有害ガス 空筒線速度 有効処理時間 の種類 の濃度 LV (%) (cm/sec) (min) 14 塩化水素 1 5 241 15 ジクロロシラン 1 5 80 16 三塩化硼素 1 5 52 17 四塩化珪素 1 5 55 18 塩素 1 5 25 19 四弗化珪素 1 5 33 20 三塩化燐 1 5 52 21 弗素 1 5 156 22 三弗化塩素 1 5 37 23 六弗化タングステン 1 5 64 24 臭化水素 1 5 196 25 弗化水素 1 5 89 26 三弗化硼素 1 5 80 Table 2 Example Hazardous gas Hazardous gas Void linear velocity Effective treatment time Concentration LV (%) (cm / sec) (min) 14 Hydrogen chloride 15 241 15 Dichlorosilane 15 80 16 Trichloride Boron 1 55 17 17 Silicon tetrachloride 15 55 18 Chlorine 15 25 19 Silicon tetrafluoride 15 33 20 Phosphorus trichloride 15 52 21 Fluorine 15 55 156 22 Chlorine trifluoride 15 37 23 23 Tungsten hexafluoride 1 5 64 24 Hydrogen bromide 15 196 25 Hydrogen fluoride 15 89 26 Boron trifluoride 15 80

【0016】比較例1〜8 担体に活性炭を使用し、これに水酸化ナトリウムを40
wt%含浸させ、120℃で含水率10wt%まで乾燥
させた浄化剤と、もうひとつは活性炭に水酸化カリウム
を50wt%含浸させた浄化剤を用い実施例におけると
同様にして塩化水素およびジクロロシランの除去実験を
おこなった。前者を比較例1〜4、後者を比較例5〜8
として結果を表3に示す。
Comparative Examples 1 to 8 Activated carbon was used as a carrier, and sodium hydroxide was added to the carrier.
hydrogen chloride and dichlorosilane in the same manner as in the example, using a purifying agent impregnated with wt% and dried at 120 ° C. to a water content of 10 wt%, and another purifying agent obtained by impregnating activated carbon with 50 wt% of potassium hydroxide. A removal experiment was performed. The former is Comparative Examples 1-4 and the latter is Comparative Examples 5-8
Table 3 shows the results.

【0017】[0017]

【表3】 表3 比較例 有害ガス 有害ガス 空筒線速度 有効処理時間 の種類 の濃度* LV (cm/sec) (min) 1 塩化水素 1 5 2 ジクロロシラン 1 5 3 塩化水素 500 60 12 4 ジクロロシラン 500 60 8 5 塩化水素 1 5 6 ジクロロシラン 1 5 7 塩化水素 500 60 18 8 ジクロロシラン 500 60 12 (*濃度の単位は1、2、5、6は%、3、4、7、8はppm)Table 3 Comparative Example Hazardous gas Hazardous gas Void linear velocity Effective treatment time Type concentration * LV (cm / sec) (min) 1 Hydrogen chloride 15 2 Dichlorosilane 15 5 Hydrogen chloride 500 60 12 4 Dichlorosilane 500 60 8 5 Hydrogen chloride 1.56 Dichlorosilane 1557 Hydrogen chloride 500 60 18 8 Dichlorosilane 500 60 12 (* Units of concentration are 1, 3, 5, 6 are%, 3, 4, 7, 8) Is ppm)

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明の有害ガスの浄化方法によれば、
比較的高濃度で大量の塩化水素、ジクロロシラン、六弗
化タングステン、三弗化塩素などのハロゲン化物系の有
害ガスを効率よく、しかも極めて迅速に除去することが
できるので、半導体製造工程などから排出される高濃度
の有害ガスの浄化に優れた効果が得られるだけでなく、
例えば、ガスボンベから急激に漏洩するなどの緊急時に
おける大量の有害ガスの浄化に対しても優れた効果が得
られる。
According to the method for purifying harmful gas of the present invention,
A relatively high concentration of a large amount of halide-based harmful gases such as hydrogen chloride, dichlorosilane, tungsten hexafluoride, and chlorine trifluoride can be removed efficiently and extremely quickly. Not only is it effective in purifying high-concentration harmful gas emissions,
For example, an excellent effect can be obtained for purifying a large amount of harmful gas in an emergency such as a sudden leak from a gas cylinder.

【0019】[0019]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】有害ガスの浄化方法を示すフローシートであ
る。
FIG. 1 is a flow sheet showing a method for purifying harmful gases.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 浄化筒 2 ガスボンベ 3 ボンベボックス 4 ブロアー 5 換気ダクト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Purification cylinder 2 Gas cylinder 3 Cylinder box 4 Blower 5 Ventilation duct

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−43917(JP,A) 特開 平2−75318(JP,A) 特開 平3−40901(JP,A)Continuation of the front page (56) References JP-A-2-43917 (JP, A) JP-A-2-75318 (JP, A) JP-A-3-40901 (JP, A)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】有害成分となるハロゲン化物ガスを含有す
るガスを、酸化亜鉛、酸化アルミニウムおよびアルカリ
化合物より構成される浄化剤と接触させて、該有害成分
を除去することを特徴とする有害ガスの浄化方法。
1. A harmful gas comprising removing a harmful component by contacting a gas containing a halide gas as a harmful component with a purifying agent comprising zinc oxide, aluminum oxide and an alkali compound. Purification method.
【請求項2】ハロゲン化物ガスが塩素、塩化水素、ジク
ロロシラン、四塩化珪素、三塩化燐、三弗化塩素、三塩
化硼素、三弗化硼素、六弗化タングステン、四弗化珪
素、弗素、弗化水素、臭化水素から選ばれる1種または
2種以上である請求項1に記載の浄化方法。
2. The method according to claim 1, wherein the halide gas is chlorine, hydrogen chloride, dichlorosilane, silicon tetrachloride, phosphorus trichloride, chlorine trifluoride, boron trichloride, boron trifluoride, tungsten hexafluoride, silicon tetrafluoride, fluorine. The purification method according to claim 1, wherein the purification method is one or more selected from hydrogen fluoride, hydrogen fluoride, and hydrogen bromide.
【請求項3】アルカリ化合物が、炭酸カリウム、重炭酸
カリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナ
トリウム、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウムから
選ばれる1種または2種以上である請求項1に記載の浄
化方法。
3. The method according to claim 1, wherein the alkali compound is one or more selected from potassium carbonate, potassium bicarbonate, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium hydroxide and ammonium hydroxide. Purification method.
【請求項4】酸化亜鉛に対する酸化アルミニウムおよび
アルカリ化合物の混合割合が、亜鉛1原子に対し、アル
ミニウム0.02〜0.60原子、アルカリ金属または
アンモニウム基を1原子として0.02〜0.70原子
である請求項1に記載の浄化方法。
4. The mixing ratio of aluminum oxide and alkali compound to zinc oxide is 0.02 to 0.60 atom for one atom of zinc and 0.02 to 0.70 atom for one atom of alkali metal or ammonium group. 2. The purification method according to claim 1, wherein the purification method is an atom.
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