JP3565742B2 - フッ素含有化合物ガスの処理方法 - Google Patents
フッ素含有化合物ガスの処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3565742B2 JP3565742B2 JP16705599A JP16705599A JP3565742B2 JP 3565742 B2 JP3565742 B2 JP 3565742B2 JP 16705599 A JP16705599 A JP 16705599A JP 16705599 A JP16705599 A JP 16705599A JP 3565742 B2 JP3565742 B2 JP 3565742B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- containing compound
- fluorine
- oxide
- metal halide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、LSIのドライエッチング剤あるいはフッ素化剤として注目されているフッ素含有化合物ガスの除害処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする問題点】
近年、LSIのドライエッチング剤あるいはフッ素化剤として注目されているフッ素含有化合物ガスは、その需要も年々増加している。これらフッ素含有化合物ガスを使用する場合には、その残ガス等の排気の際にその除害が常に必要となる。特に、クロロフルオロカーボン、パーフルオロカーボン、パーフルオロコンパウンズ等のフッ素含有化合物ガスの中には、オゾン破壊係数(ODP)や地球温暖化係数(GWP)の高いものが数多く存在し、近年国際的に大きな問題となっている。このためODPやGWPの低い代替ガスも開発されてきているが、これらの中には可燃性または毒性のあるガスも多く含まれている。特に毒性については、空気中にその濃度が数ppmあった場合においても強いものが見いだされつつある。
【0003】
これらフッ素含有化合物ガスの中には、大気中で極めて安定なものが多く、水にもわずかしか溶解しないものが多いため、アルカリ薬剤を用いた除害装置や湿式スクラバーといった従来の除害技術では処理ができない。また、燃焼ガスや熱を利用した分解による除害技術においては、フッ素含有化合物ガスが分解するものの未分解成分が残留したり、さらに除害困難なフッ素含有化合物ガスや有害な窒素酸化物が生成したりする。
【0004】
本出願人は、NF3の処理方法として、Siを始めとする各種金属、およびこれらの非酸化物系化合物とNF3を200℃〜800℃で反応させ、得られるフッ化物ガスを補集する方法を提案した(特公昭63−48570号公報)。しかしながらこの反応処理方法は、NF3以外の多くのフッ素含有化合物ガスにおいては、必要な処理速度を得ようとするためには反応温度を高くしなければならず処理に余分の熱エネルギーを要し、反応器に要求される材質も高級品質なものになるという問題があった。また、フッ素含有化合物ガスをアルミナ(Al2O3)の存在下で分子状の酸素や水蒸気を接触させて分解処理をすること(例えば、特開平10−192653号公報、特開平10−286434号公報など)が、開示されているが完全ではない。
【0005】
本発明は、この様な点に着目してなされたもので、処理速度の低下がないフッ素含有化合物ガスの除害方法を提供することを目的とする。
【0006】
【問題点を解決するための具体的手段】
本発明者らは、かかる問題点に鑑み鋭意検討の結果、常温では反応性の低く除害処理が困難なフッ素含有化合物ガスを、触媒を含有した固体金属等を用い、酸化物ガスを導入して、金属ハロゲン化物ガスを生成させ、後段でその金属ハロゲン化物ガスを処理することで、容易にフッ素含有化合物ガスを除害処理できることを見いだし、本発明に到達したものである。
【0007】
すなわち本発明は、フッ素含有化合物ガスを含む排ガスと処理剤とを接触させて当該排ガスからフッ素含有化合物ガスを除去する排ガスの処理方法において、前段で処理剤として触媒を含有したSi,B,W,Mo,V,またはGeを用い、酸化物ガスを導入して、金属ハロゲン化物ガスを生成させ、後段でその金属ハロゲン化物ガスを処理することを特徴とするフッ素含有化合物ガスの処理方法を提供するものである。
【0008】
以下、本発明の内容を詳細に述べる。
【0009】
本発明において、除害処理を対象とするフッ素含有化合物ガスとは、クロロフルオロカーボン、パーフルオロカーボン、ハイドロフロロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、パーフルオロコンパウンズ等であり、特に、C5F8,C4F8,C2F6,CF4,C3F8,CH2F2,CHF3,CCl3F,CCl2F2,CClF3,CCl4,CHClF2,CH3Cl,CH3Br,CHCl3,CBr2F2,CBrF3,CH2Br2,CH2BrCl,CBr3F,CHBr2F,CHBrF2,CBrClF2,C2H3Cl,C2BrF5,C2ClF5,C2Cl2F4,C2Cl3F3,C2BrF4,C2Br2F4,C2H2Br2F4,C2Br2ClF3,SF6である。
【0010】
本発明に用いる固体金属等は、Si,B,W,Mo,V,またはGeであり、これらの固体金属等により、例えばSiF4,SiCl4,BF3,BCl3,WF6,MoF6,VF5,GeF4等の金属ハロゲン化物ガスを生成させる。
【0011】
また、固体金属等に含有させる触媒は、Fe、Ni、Al、またはこれらの酸化物またはフッ化物である。例えば、酸化物またはフッ化物として、Fe2O3、Al2O3、FeF3、NiF2、AlF3等が挙げられる。これら触媒は、単独で含有させることもできるし、2種以上の混合物として含有させることもできる。また、触媒の量は、固体金属等に対して、1〜50重量%の範囲が好ましい。1重量%未満だと触媒の効果が小さく好ましくなく、50重量%を超えると固体金属等とガスとの接触が少なく金属ハロゲン化ガスを生成できないため好ましくない。
【0012】
次に、本発明で用いる酸化物ガスは、O2、O3、N2O等である。これらの酸化物ガスを導入し、上記フッ素含有化合物ガスと処理剤と反応することにより金属ハロゲン化物ガスおよび炭酸ガス、硫黄酸化物等に変換できる。これらの反応生成物を後段で処理する。また、酸化物ガスとして、空気(大気)を使用しても良い。酸化物ガスの濃度は、炭素原子1に対して、酸素原子2〜50の範囲が好ましく、さらには酸素原子4〜50の範囲がより好ましい。炭素原子1に対して、酸素原子2未満だと炭素が固体金属表面に析出してしまい、長時間安定した反応が進行せず好ましくなく、酸素原子50を超えると流量の増加による余分な加熱を伴うため好ましくない。
【0013】
また、処理剤の加熱温度は、100〜1000℃の範囲が好ましい。100℃未満だと反応速度が低く十分な反応効率が得られず、1000℃を超えると固体金属または含有する触媒が軟化し、もしくは溶融し、ガスとの接触が充分なされなくなるため好ましくない。
【0014】
最後に、生成された金属ハロゲン化物ガスは、後段で酸化カルシウム等のアルカリ薬剤を用いた除害装置や湿式スクラバー等の従来の除害技術で処理する。
【0015】
【実施例】
以下、実施例により具体的に説明するが、かかる実施例に限定されるものではない。
【0016】
実施例1〜14
図1に本発明方法によるフッ素含有化合物ガスの処理確認のための実験フローの概略図を示す。処理対象となる排ガスをを含んだサンプルガス1を触媒を含有した固体金属を充填した充填筒2に導入し接触させる。また、酸化物ガス3を、サンプルガス1と同時に導入した。触媒を含有した固体金属充填筒2は、加熱ヒータ4により加熱し、充填筒2内部の固体金属を加熱する。触媒を含有した固体金属充填筒出口には、切替弁a5があり、出口ガスを後段のアルカリ薬剤充填筒6、または湿式スクラバー7に切り替えて処理する。これらでは、前段で生成した金属ハロゲン化ガスを処理することが可能となる。さらにそれらの下流は、前段のみを通過したガスと後段を通過したガスとを切り替えるため切替弁b8があり、それぞれのガスをフーリエ変換式赤外線吸光分析装置(FT−IR)9および/またはガスクロマトグラフ10を接続し、処理状態を確認できる。
【0017】
実施例1においては、処理対象ガスとしてC5F8=1000ppmの窒素ベースガスを用い、処理剤として触媒のFeF3を10重量%を含有した固体金属のSiを用いた。この充填筒加熱温度は600℃とした。この処理対象ガスを毎分500cm3程度導入し接触させた。酸化物ガスとして酸素を用い、処理対象ガスと同時に毎分50cm3を導入した。反応で生成した金属ハロゲン化ガスをアルカリ薬剤充填装置(アルカリ薬剤は、酸化カルシウムを使用)で処理した後、フーリエ変換式赤外線吸光分析装置およびガスクロマトグラフで確認した結果、いずれの分析方法においても、C5F8の検出下限の5ppm以下であり、良好に処理されていることが確認できた。また、反応で生成した金属ハロゲン化ガスを湿式スクラバーで処理した後においても、同様に良好に処理されていることが確認できた。前段での反応生成物をフーリエ変換式赤外線吸光分析装置およびガスクロマトグラフで定量分析した結果、式(1)で示されるような化学反応式により、金属フッ化物であるSiF4が生成したと考えられる。
C5F8 +2Si+5O2 →2SiF4 +5CO2 ・・・(1)
実施例1と同様な方法で、処理対象ガスとして、C5F8=1000ppmの窒素ベースガスを用い、触媒にNiF2、AlF3、Fe2O3、Al2O3、Fe、Ni、Alの単一物質またはFeF3とNiF2の混合物を用い、固体金属にSi、B、W、Mo、V、またはGeを用いた。触媒の濃度はいずれも10重量%とした。この充填筒の加熱温度は、500〜700℃とした。反応で生成したフッ化金属ガスをアルカリ薬剤充填装置および湿式スクラバーで処理した後、フーリエ変換式赤外線吸光分析装置およびガスクロマトグラフで確認した結果、いずれの分析方法においても、C5F8の検出下限の5ppm以下であり、良好に処理されていることが確認できた。これらの条件及び結果を表1に示した。また、酸化物ガスをO3、N2Oに代えても良好に処理されていることが確認できた。
【0018】
【表1】
【0019】
実施例15〜46
実施例15においては、処理対象ガスとしてC4F8=1000ppmの窒素ベースガスを用い、触媒としてFeF3を10重量%含有した固体金属であるSiを用いた。充填筒加熱温度は800℃とした。酸化物ガスとして酸素を用いた。反応で生成した金属ハロゲン化ガスをアルカリ薬剤充填装置および湿式スクラバーで処理した後、フーリエ変換式赤外線吸光分析装置およびガスクロマトグラフで確認した結果、いずれの分析方法においても、検出下限の5ppm以下であり、良好に処理されていることが確認できた。
【0020】
また、実施例15と同様な方法で、検出対象ガスを種々代えて、表2に示した加熱条件で実施した。反応で生成した金属ハロゲン化ガスをアルカリ薬剤充填装置および湿式スクラバーで処理した後、フーリエ変換式赤外線吸光分析装置およびガスクロマトグラフで確認した結果、いずれの分析方法においても、検出下限の5ppm以下であり、良好に処理されていることが確認できた。これらの条件及び結果を表2に示した。また、酸化物ガスをO3、N2Oに代えても良好に処理されていることが確認できた。
【0021】
【表2】
【0022】
比較例1
処理対象ガスとしてC5F8=1000ppmの窒素ベースガスを用い、触媒を含有しない固体金属であるSiを用いた。充填筒加熱温度は700℃とした。酸化物ガスとして酸素を用いた。反応で生成した金属ハロゲン化ガスをアルカリ薬剤充填装置および湿式スクラバーで処理した後、フーリエ変換式赤外線吸光分析装置およびガスクロマトグラフで確認した結果、いずれの分析方法においても、C5F8=500ppm程度検出され、処理が不十分であった。
【0023】
比較例2
処理対象ガスとしてC5F8=1000ppmの窒素ベースガスを用い、触媒としてFeF3を10重量%含有した固体金属であるSiを用いた。充填筒加熱温度は600℃とした。酸化物ガスは供給せずに処理を実施した。反応で生成した金属ハロゲン化ガスをアルカリ薬剤充填装置および湿式スクラバーで処理した後、フーリエ変換式赤外線吸光分析装置およびガスクロマトグラフで確認した結果、いずれの分析方法においても、処理開始初期はC5F8の検出下限の5ppm以下であったが、30分後においてC5F8=200ppm程度が検出され、処理が不十分になっていった。
【0024】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の方法によればフッ素含有化合物ガスを含む排ガスと処理剤とを接触させて当該排ガスからフッ素含有化合物ガスを除去する排ガスの処理方法において、前段で処理剤として触媒を含有した固体金属を用い、酸化物ガスを導入して、金属ハロゲン化物ガスを生成させ、後段でその金属ハロゲン化物ガスを処理することにより、フッ素含有化合物ガスを処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】フッ素含有化合物ガス除害処理の実験フローの概略図である。
【符号の説明】
1・・・サンプルガス(フッ素含有化合物+窒素)
2・・・触媒を含有した固体金属の充填筒
3・・・酸化物ガス
4・・・充填筒加熱ヒータ
5・・・切り替え弁a
6・・・アルカリ薬剤充填装置
7・・・湿式スクラバー
8・・・切り替え弁b
9・・・フーリエ変換式赤外線吸光分析計
10・・・ガスクロマトグラフ
Claims (3)
- フッ素含有化合物ガスを含む排ガスと処理剤とを接触させて当該排ガスからフッ素含有化合物ガスを除去する排ガスの処理方法において、前段で処理剤として、Fe、Ni、Al、およびこれらの酸化物またはフッ化物からなる一種または二種以上の混合物である触媒を含有したSi,B,W,Mo,V,またはGeを用い、酸化物ガスを導入して、金属ハロゲン化物ガスを生成させ、後段でその金属ハロゲン化物ガスを処理することを特徴とするフッ素含有化合物ガスの処理方法。
- 導入する酸化物ガスが、O2、O3、N2Oであることを特徴とする請求項1に記載のフッ素含有化合物ガスの処理方法。
- 前段の処理剤を100〜1000℃に加熱することを特徴とする請求項1〜請求項2の何れかに記載のフッ素含有化合物ガスの処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16705599A JP3565742B2 (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | フッ素含有化合物ガスの処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16705599A JP3565742B2 (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | フッ素含有化合物ガスの処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000354734A JP2000354734A (ja) | 2000-12-26 |
JP3565742B2 true JP3565742B2 (ja) | 2004-09-15 |
Family
ID=15842573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16705599A Expired - Fee Related JP3565742B2 (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | フッ素含有化合物ガスの処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3565742B2 (ja) |
-
1999
- 1999-06-14 JP JP16705599A patent/JP3565742B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000354734A (ja) | 2000-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1101524B1 (en) | Method and apparatus for treating a waste gas containing fluorine-containing compounds | |
KR100860835B1 (ko) | 육불화황의 처리방법 | |
JP4080336B2 (ja) | フッ素含有化合物の分解 | |
JP5048208B2 (ja) | フッ素含有化合物を含むガスの処理方法及び装置 | |
JP3565742B2 (ja) | フッ素含有化合物ガスの処理方法 | |
JP2976041B2 (ja) | 有機ハロゲン化物の除去方法 | |
JPH02273511A (ja) | 窒素または炭素のハロゲン化物の無毒化方法 | |
JP3490751B2 (ja) | 気体状フッ化物の分解方法 | |
JP4459648B2 (ja) | フッ素含有化合物を含むガスの処理方法及び装置 | |
JP2681034B2 (ja) | フロンの無害化方法 | |
JP3188830B2 (ja) | Nf3排ガスの除害方法及び除害装置 | |
JP2005185897A (ja) | 六フッ化硫黄ガスの処理方法 | |
JPH08215539A (ja) | ハロゲン系ガスの処理法 | |
JP3650588B2 (ja) | パーフルオロコンパウンドのリサイクル利用方法 | |
JPH05506604A (ja) | 排気ガス状態調節 | |
JP2000354733A5 (ja) | ||
JP2000354733A (ja) | 排ガスの処理方法およびそれを用いた装置 | |
JPH10216479A (ja) | 三弗化窒素ガスの除害方法 | |
JP3228459B2 (ja) | ハロゲン化物ガスの分解方法 | |
JPH08318122A (ja) | フロン分解排ガスの処理方法 | |
US5486340A (en) | Exhaust gas conditioning | |
JPH0461916A (ja) | トリクロロエチレンガス又はテトラクロロエチレンガスの分解除去方法 | |
JP2003130327A (ja) | 排ガス処理装置 | |
JP2005218911A (ja) | 排ガス処理方法および排ガス処理装置 | |
JP2005111433A (ja) | フッ素化合物含有排ガスの処理方法およびその装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040419 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040427 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040517 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040608 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040608 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |