JP4564242B2

JP4564242B2 - 三フッ化塩素を含む無機ハロゲン化ガス含有排ガスの処理方法、処理剤及び処理装置

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Publication number: JP4564242B2
Application number: JP2003154219A
Authority: JP
Inventors: 洋一森
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: JP2004351364A; TWI361104B; TW200503823A; KR101178179B1; SG111184A1; KR20040103406A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三フッ化塩素（ＣｌＦ₃）を含む無機ハロゲン化ガスを含有する排ガスの処理方法及び処理装置に関し、特に半導体製作工程などでＣｌＦ₃により装置内面などをドライクリーニングする際に排出されるＣｌＦ₃、ＳｉＦ₄、ＳｉＣｌ₄、ＢＦ₃、ＢＣｌ₃、ＰＦ₃、ＰＣｌ₃、Ｆ₂、Ｃｌ₂などの無機ハロゲン化ガスを含有する排ガスを無害化する処理方法及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、超ＬＳＩの微細化及び生産効率の向上要求により、ＣＶＤ装置やＰＶＤ装置などの薄膜形成装置における容器や配管の内面に付着する薄膜成分を三フッ化塩素（ＣｌＦ₃）などのガスでオートクリーニングする方法が用いられている。加工するウェハーの口径が大きくなるにつれ、ＣｌＦ₃ガスの通気量が増加し、クリーニング所用時間が長期化する傾向にある。しかし、ＣｌＦ₃はＴＬＶ値が0.1ppmと極めて毒性が強い。さらに、オートクリーニング後に排出される排ガス中には、ＣｌＦ₃の他に、薄膜成分のクリーニング時に副産物として同時に排出されるＳｉＦ₄、ＳｉＣｌ₄、ＢＦ₃、ＢＣｌ₃、ＰＦ₃、ＰＣｌ₃、Ｆ₂、Ｃｌ₂などの有害な無機ハロゲン化ガスも含まれている。
【０００３】
ＣｌＦ₃の処理としては、アルカリ水溶液による湿式スクラバーやソーダ石灰、活性アルミナなどによる乾式除外方法が一般的に行われている。しかし、ソーダ石灰や活性アルミナなどの処理剤を単独で用いても、ＣｌＦ₃をＴＬＶ値以下まで除去することができず、処理剤との反応により塩素が遊離し、ＳｉＦ₄、ＳｉＣｌ₄、ＢＦ₃、ＢＣｌ₃、ＰＦ₃、ＰＣｌ₃、Ｆ₂、Ｃｌ₂などの無機ハロゲン化ガスを十分に除去することができない、という問題があった。
【０００４】
そこで、本発明者は、塩素の遊離を防止し、ＣｌＦ₃をＴＬＶ値以下まで除去し且つ他の無機ハロゲン化ガスを十分に除去するために、鉄の酸化物と水酸化カルシウム等のアルカリ剤を併用する処理方法（特公平６−１７７号公報）を提案した。しかし、多量のＣｌＦ₃を十分に処理するためには、まだ改良の余地があることが判明した。
【０００５】
そこで、さらに本発明者は、多量のＣｌＦ₃を十分に処理するために、鉄の酸化物又は合成ゼオライトと接触させた後にアニオン交換樹脂と接触させる処理方法（特開平１１−７０３１９号公報）を提案した。しかし、クリーニング所要時間の長期化に伴う処理剤と排ガスの反応熱による温度上昇により、長時間処理後にはアニオン交換樹脂の性能が低下し、クリーニング後にＮ₂パージを行い、処理剤を冷却することが必要であることが判明した。
【０００６】
【特許文献１】
特公平６−１７７号公報
【特許文献２】
特開平１１−７０３１９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、半導体製造工程などにおける三フッ化塩素によるクリーニング所要時間が長く、多量の三フッ化塩素に加えて、多量の酸性ガスを含む無機ハロゲン化ガス含有排ガスをも十分に処理することができる無機ハロゲン化ガス含有排ガスの処理方法を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の目的は、長時間処理後であっても、処理性能があまり低下せず、三フッ化塩素（ＣｌＦ₃）及び他の酸性ガスを含む無機ハロゲン化ガス含有排ガスを十分に処理することができる無機ハロゲン化ガスの処理装置及び処理剤を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、三フッ化塩素（ＣｌＦ₃）を含む無機ハロゲン化ガス含有排ガスを、三フッ化塩素（ＣｌＦ₃）分解剤と接触させ、次いで、塩素除去剤と接触させることを特徴とする無機ハロゲン化ガス含有排ガスの処理方法が提供される。三フッ化塩素（ＣｌＦ₃）を含む無機ハロゲン化ガス含有排ガスを、三フッ化塩素（ＣｌＦ₃）分解剤と接触させることによって、フッ素原子を分解剤に化学反応により固定させて除去し、他の酸性ガスを分解剤に固定する。このとき、遊離塩素ガス（Ｃｌ₂）が生成する。次いで、遊離塩素ガスを含む排ガスを塩素除去剤と接触させることによって、遊離塩素ガスを除去し、塩素原子を無害な塩として、排ガス中から除去する。
【００１０】
本発明により処理する排ガスとしては、三フッ化塩素（ＣｌＦ₃）の他に、四フッ化珪素（ＳｉＦ₄）、四塩化珪素（ＳｉＣｌ₄）、三フッ化硼素（ＢＦ₃）、三塩化硼素（ＢＣｌ₃）、三フッ化リン（ＰＦ₃）、三塩化リン（ＰＣｌ₃）、フッ素ガス（Ｆ₂）及び塩素ガス（Ｃｌ₂）から選択される１種以上の酸性ガスを含むことが好ましい。これらの排ガスは、半導体製造工程中のクリーニング工程、例えば半導体製造装置においてPoly-Si膜やSiN膜などの膜付けした後のチャンバ内をクリーニングする工程などから発生する排ガスであることが好ましい。
【００１１】
次に、例えば、三フッ化塩素（ＣｌＦ₃）を含む排ガスを三フッ化塩素分解剤としての合成ゼオライト及び塩素除去剤としての硫黄系還元剤（Ｎａ₂Ｓ₂Ｏ₃）に接触させた場合を例にして、本発明の処理方法を説明する。
【００１２】
まず、三フッ化塩素を含む排ガスを合成ゼオライトと接触させると、下記式１
【００１３】
【化１】

【００１４】
のように、フッ素原子が合成ゼオライト中のＡｌ₂Ｏ₃部分と化学反応して固定され、塩素原子が塩素ガス（Ｃｌ₂）として遊離する。
【００１５】
次いで、この排ガスを塩素除去剤と接触させると、下記式２
【００１６】
【化２】

【００１７】
のように、塩素原子が硫黄系還元剤（Ｎａ₂Ｓ₂Ｏ₃）と反応して、無害な塩（ＮａＣｌ）を生成し、排ガスから除去される。
【００１８】
上記式１及び２においては、三フッ化塩素分解剤としてＡｌ₂Ｏ₃部分を含む合成ゼオライト及び塩素除去剤としてＮａ₂Ｓ₂Ｏ₃である硫黄系還元剤を用いているが、本発明において用いることができる三フッ化塩素分解剤及び塩素除去剤はこれらに限定されるものではない。本発明において用いることができる三フッ化塩素分解剤は、三フッ化塩素を分解して、フッ素原子を固定できるものであればよく、例えばＦｅ₂Ｏ₃を主成分とする３価の鉄の酸化物などを好ましく挙げることができる。しかし、合成ゼオライトは、鉄の酸化物よりも三フッ化塩素の分解処理量が多く、分解能力が高いこと、及び急激な分解反応による温度や圧力の急上昇を招く三フッ化塩素の処理剤層内での凝縮及び液化状態での蓄積を防止することができるので特に好ましい。
【００１９】
本発明の三フッ化塩素分解剤として用いることができる合成ゼオライトとしては、アルミニウム含有量が高いことが好ましい。例えば、１モル部のＡｌ₂Ｏ₃に対して０．５〜１０モル部のＳｉＯ₂を含有することが好ましく、１モル部のＡｌ₂Ｏ₃に対して１〜５モル部のＳｉＯ₂を含有することがより好ましく、１モル部のＡｌ₂Ｏ₃に対して２．５モル部のＳｉＯ₂を含有することが特に好ましい。このような合成ゼオライトとしては、三フッ化塩素の分解能力が高いＸ型合成ゼオライトを好ましく挙げることができる。具体的には、本発明において用いることができる合成ゼオライトとしては、Ｎａ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・２〜３ＳｉＯ₂・ｎＨ₂ＯのＸ型合成ゼオライト、特にＮａ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・２．５ＳｉＯ₂・ｎＨ₂Ｏの化学式を有するＸ型合成ゼオライトなどを好ましく挙げることができる。上記式中、酸化ナトリウムが、酸化カリウムなどの他のアルカリ金属酸化物や、酸化カルシウムなどの土類アルカリ金属酸化物に置換されたもの、例えば、Ｌｉ−Ｘ型、Ｋ−Ｘ型、Ｍｇ−Ｘ型、Ｃａ−Ｘ型、Ｂａ−Ｘ型合成ゼオライトであってもよい。
【００２０】
本発明において用いる三フッ化塩素分解剤としての合成ゼオライトは、平均細孔径が好ましくは４〜１００Åであり、より好ましくは４〜２０Å、特に好ましくは１０Åであり、比表面積が好ましくは６００〜９００m²/gであり、より好ましくは６００〜７００m²/gであり、特に好ましくは６５０m²/gである。合成ゼオライトの平均細孔径及び比表面積が上記範囲にある場合には、より高い活性を示し、三フッ化塩素の分解能力が高いという利点が得られる。
【００２１】
また、本発明において用いることができる塩素除去剤は、遊離塩素ガスを還元して無害な塩を生成することができるものであればよい。しかし、硫黄系還元剤は、塩素の処理量が多く、アニオン交換樹脂と比較して耐熱性があり、高温状態での処理能力が高いので、特に好ましい。
【００２２】
本発明において用いる塩素除去剤としての硫黄系還元剤としては、亜硫酸塩、亜二チオン酸塩、四チオン酸塩、チオ硫酸塩などを好ましく挙げることができ、これらを単独又は２種以上混合して用いてもよい。例えば、亜硫酸塩とチオ硫酸塩の組合せなどを好ましく用いることができる。
【００２３】
本発明において用いる三フッ化塩素分解剤及び塩素除去剤の形状は、操作性及び取り扱い性が良ければ特に限定されず、粒状／棒状、板状など、いずれの形態でもよい。
【００２４】
本発明において用いる三フッ化塩素分解剤及び塩素除去剤は、三フッ化塩素との化学反応が効率よく進行し、フッ素原子及び塩素原子を効率よく固定させるために、排ガス中のハロゲン原子との接触面積が大きい方が好ましい。また、排ガス通過時に通気抵抗を上昇させない範囲であることが好ましい。これらの条件を満たす三フッ化塩素分解剤としての合成ゼオライトは、４〜２０meshの範囲の球状もしくは円柱状が好ましく、８〜２０meshの範囲の球状もしくは円柱がより好ましく、１４〜２０meshの範囲の球状であることが特に好ましい。また、塩素除去剤としての硫黄系還元剤は、１．６〜３．２mmφの範囲の円柱が好ましく、１．６〜２．４mmφの範囲の円柱状がより好ましく、１．６mmφの円柱状ペレットが特に好ましい。
【００２５】
本発明の処理方法においては、ガス処理時の温度は、常温〜１５０℃の範囲であることが好ましく、常温〜２００℃の範囲であることがより好ましく、常温であることが特に好ましい。ガス処理温度を２００℃を越える高温とすると、処理装置の材質や構造を耐熱性にする必要があり、経済的ではない。また、常温未満の低温にするには、クーラーなどの冷却装置を使用して温度を下げる必要があり、処理コストが高くなるので好ましくない。
【００２６】
また、本発明によれば、三フッ化塩素分解剤及び塩素除去剤の組合せからなる、三フッ化塩素を含む無機ハロゲン化ガス含有排ガスの処理剤が提供される。ここで、三フッ化塩素分解剤と塩素除去剤とは、排ガス処理に際して個別に用いることができるように、混合されていないことが好ましい。
【００２７】
本発明の処理剤において、三フッ化塩素分解剤は、上述の合成ゼオライトであることが好ましく、Ｘ型合成ゼオライトであることが特に好ましい。また、塩素除去剤は、上述の硫黄系還元剤であることが特に好ましい。
【００２８】
本発明の処理剤において、三フッ化塩素分解剤と塩素除去剤との使用量の比率は、三フッ化塩素の処理量に応じて変動するが、三フッ化塩素分解剤：塩素除去剤の比率が１：１〜１：０．６の範囲であることが好ましい。
【００２９】
さらに、本発明によれば、三フッ化塩素分解剤を充填してなる第１処理部と、塩素除去剤を充填してなる第２処理部と、を含み、該第１処理部は該第２処理部の上流に配置されていることを特徴とする、三フッ化塩素を含む無機ハロゲン化ガス含有排ガスの処理装置が提供される。本発明の排ガスの処理装置においては、排ガスを最初に第１処理部に通過させ、次いで第２処理部に通過させるように、第１処理部と第２処理部とを配置すればよい。例えば、第１処理部が上段で、第２処理部が下段に配置されている場合には、排ガス流を下向流として流すように構成すればよい。逆に、第１処理部が下段で、第２処理部が上段に配置されている場合には、排ガス流を上向流として流すように構成すればよい。さらに、第１処理部と第２処理部とが並列に配置されている場合には、排ガスが第１処理部を通過した後に第２処理部を通過するように構成すればよい。
【００３０】
本発明の処理装置においては、第１処理部と第２処理部との間に、さらに断熱部を設けることが好ましい。断熱材としては、多孔質で不活性な成分、例えば、シリカゲル、天然ゼオライト、アルミナなどを用いることができる。このような断熱部を設けることにより、排ガスの流入濃度の増加や通気時間が長期化して、第１処理部での三フッ化塩素分解剤との反応による温度上昇が激しく２００℃近くの高温になる場合にも、第２処理部の塩素除去剤の熱劣化を防ぐことができる。
【００３１】
また、本発明によれば、排ガス処理入口及び処理ガス出口を有するカラム形状であり、該カラム内において排ガス処理入口側に三フッ化塩素分解剤を充填してなる第１処理部と、処理ガス出口側に塩素除去剤を充填してなる第２処理部と、を備え、第１処理部と第２処理部との間に断熱材を充填してなる断熱部が設けられている構成である三フッ化塩素を含む無機ハロゲン化ガス含有排ガスの処理装置が提供される。
【００３２】
本発明において、第１処理部の三フッ化塩素分解剤の充填量は、三フッ化塩素の処理量に依存して変動するが、典型的には５０容量％〜７０容量％、好ましくは６０容量％程度であり、第２処理部の塩素除去剤の充填量は、典型的には２５容量％〜４５容量％、好ましくは３５容量％程度である。三フッ化塩素分解剤及び塩素除去剤の充填量が上述の範囲にある場合には、三フッ化塩素の他に共存する無機ハロゲン化ガスに対しても高い処理性能を得ることができるという利点が得られる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図を参照しながら、本発明の排ガス処理装置及び排ガス処理方法を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３４】
図１には、本発明の排ガス処理装置の第１の実施形態が示されている。この実施形態では、二つの充填カラムを用い、それぞれの充填カラムの内部に一つの充填層が配置されている。すなわち、図１に示す排ガス処理装置１は、三フッ化塩素分解剤を充填してなる第１処理部としての第１カラム１０と、塩素除去剤を充填してなる第２処理部としての第２カラム２０と、を含み、該第１処理部としての第１カラム１０は該第２処理部としての第２カラム２０の上流に配置されている。第１カラム１０には、排ガス発生源からＬ_INを介して排ガスを流入させる排ガス流入口１２と、三フッ化塩素分解剤を充填してなる三フッ化塩素分解剤層１４と、三フッ化塩素分解剤層１４を通過した一次処理後のガスを流出させる一次処理ガス流出口１６と、が設けられている。第２カラム２０には、第１カラム１０の一次処理ガス流出口１６からの一次処理ガスを受け入れる一次処理ガス流入口２２と、塩素除去剤を充填してなる塩素除去剤層２４と、塩素除去剤層２４を通過した二次処理後のガスを流出させる二次処理ガス流出口２６と、が設けられている。第１カラム１０の一次処理ガス流出口１６と、第２カラム２０の一次処理ガス流入口２２と、の間には、一次処理ガスラインＬが設けられ、第１カラム１０でフッ素原子が吸着除去された一次処理ガスを第２カラム２０に導入するように構成されている。
【００３５】
排ガス発生源からの排ガスは、排ガス流出口１２からＬ_INを介して第１カラム１０内に導入され、三フッ化塩素分解剤層１４を上向流として通過する。三フッ化塩素分解剤層１４を通過する間に、排ガス中のフッ素原子は三フッ化塩素分解剤層１４に固定されて排ガス中から除去され、フッ素原子を除去した一次処理ガスが形成される。三フッ化塩素分解剤層１４を通過した一次処理ガスは、一次処理ガス流出口１６から一次処理ガスラインＬを通って、第２カラム２０の一次処理ガス流入口２２を通して、第２カラム２０内に導入される。第２カラム２０内にて、一次処理ガスは、塩素除去剤層２４を上向流として通過し、この間に塩素原子が塩素除去剤に吸着除去され、塩素原子を除去した二次処理ガスが形成される。次いで、二次処理ガスは、二次処理ガス流出口２６を通ってＬ_OUTを介して外部に排出される。
【００３６】
図２には、本発明の処理装置の第２の実施形態が示されている。図２においては、一つの充填カラムの内部に二つの充填層が配置されている。すなわち、図２に示す排ガス処理装置１００は、排ガス処理入口及び処理ガス出口を有するカラムであり、該カラム内において排ガス処理入口側に三フッ化塩素分解剤を充填してなる第１処理部１１０と、処理ガス出口側に塩素除去剤を充填してなる第２処理部１２０と、を備え、第１処理部１１０と第２処理部１２０との間に断熱材を充填してなる断熱部１３０が設けられている。
【００３７】
排ガス発生源からの排ガスは、Ｌ_INを介してカラム１００に導入され、第１処理部１１０、断熱部１３０及び第２処理部１２０を上向流として通過し、Ｌ_OUTを介して外部に排出される。排ガス中のフッ素原子は、第１処理部１１０にて三フッ化塩素分解剤に固定され除去される。フッ素原子が除去された一次処理ガスは、断熱部１３０を通過して、第２処理部１２０に導入され、ここで塩素原子が吸着除去される。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３９】
実施例１
４２mmφのSUS製ミニカラムを２本準備し、一方のカラムに、層高さが１９０mmとなるように、合成ゼオライト（ミズカシーブス１３Ｘ−１４２０Ｂ：水澤化学製、粒径１４〜２０mesh）を２６０mL充填し、第１処理部を調製した。他方のカラムに、層高さが１９０mmとなるように、硫黄系還元剤（ＥＣＬ−３：ズードケミー触媒製、粒径１．６mmφペレット、組成：塩基性炭酸亜鉛２５％、チオ硫酸ソーダ１７％、アルミナ５６％、クレイ２％）を２６０mL充填し、第２処理部を調製した。２本のカラムを図１に示す構成の処理装置に組立てた。排ガスに模したＮ_２で希釈したＣｌＦ_３を用いて、処理実験を行った。
【００４０】
図１に示す処理装置に、Ｎ_２で希釈したＣｌＦ_３を流入濃度１．０％、ガス流量６６７mL/minで通気し、第２処理部からの二次処理ガスを分析した。ＣｌＦ_３やＣｌ_２の分析は質量分析装置（ABB Extrel社製Questor GP）で行い、ＨＣｌやＨＦの分析はイオンクロマトグラフ分析装置（ダイオネクス社製AI-450）で行い、ＳＯ_２Ｆ_２の分析はガスクロマトグラフ質量分析装置（島津製作所製QP-5050A）で行った。結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
通気開始後４６．５時間までは、ＣｌＦ₃、Ｃｌ₂、ＨＣｌ、ＨＦ、ＳＯ₂Ｆ₂の全種について、常時、検出限界以下に処理されていた。４７時間経過後に、Ｃｌ₂が０．６ppmと許容濃度（Ｃｌ₂として０．５ppm）を越えてリークし始めたため、通気を停止した。
【００４３】
本実施例により、本処理装置を用いた本処理方法によれば、通気開始後４６．５時間という長い間、いずれの成分についても許容濃度以下に良好に処理できることがわかる。
【００４４】
比較例１
第１処理部として、三フッ化塩素分解剤としての合成ゼオライトに代えて、塩素除去剤としての硫黄系還元剤（ＥＣＬ−３：ズードケミー触媒製、粒径１．６mmφペレット、組成：塩基性炭酸亜鉛２５％、チオ硫酸ソーダ１７％、アルミナ５６％、クレイ２％）２６０ｍＬを充填した以外は実施例１と同様に調製し、同様の通気条件で、三フッ化塩素分解剤としての合成ゼオライトの性能を評価した。結果を表２に示す。
【００４５】
【表２】

【００４６】
通気開始後４７時間までは、ＣｌＦ₃、Ｃｌ₂、ＨＣｌ、ＨＦについては検出限界以下に処理できたが、ＳＯ₂Ｆ₂については100〜400ppmと非常に高濃度でリークしていることがわかる。４７．５時間後には、ＣｌＦ₃及びＣｌ₂が許容濃度を超えてリークした。
【００４７】
比較例１により、合成ゼオライトを第１処理部として用いない場合には、副産物として有害なＳＯ₂Ｆ₂が許容濃度を超えて多量に生成されることがわかる。
【００４８】
比較例２
第２処理部として硫黄系還元剤に代えてアニオン交換樹脂（DOWEX製、２０〜５０mesh）２６０ｍｌを充填した以外は、実施例１と同様に調製し、同様の通気条件で、硫黄系還元剤の塩素除去剤としての性能を評価した。結果を表３に示す。
【００４９】
【表３】

【００５０】
通気開始後４１時間までは、ＣｌＦ₃、Ｃｌ₂、ＨＣｌ、ＨＦ、ＳＯ₂Ｆ₂の全種について、常時、検出限界以下に処理されていた。４１．５時間経過後に、Ｃｌ₂が０．５ppmと許容濃度（Ｃｌ₂として０．５ppm）を越えてリークし始めたため、通気を停止した。
【００５１】
比較例２により、硫黄系還元剤に代えてアニオン交換樹脂を用いる場合には、副産物の発生もなく、ClF₃、Cl₂、HCl、HF、SO₂F₂の全種について良好に処理することができるが、処理剤としての持続時間が４１．５時間と、合成セオライトと硫黄系還元剤の組合せの場合よりも6時間ほど持続時間が短いことがわかる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の処理方法によれば、多量の三フッ化塩素及び他の酸性ガスを含む無機ハロゲン化ガス含有排ガスであっても、ＣｌＦ₃、Ｃｌ₂、ＨＣｌ、ＨＦ、ＳＯ₂Ｆ₂を良好に無害化処理することができる。
【００５３】
よって、本発明の処理方法は、半導体製造工程におけるクリーニング所要時間が長く、多量の無機ハロゲン化ガスが発生し、三フッ化塩素（ＣｌＦ_３）ばかりでなく、四フッ化珪素（ＳｉＦ_４）、四塩化珪素（ＳｉＣｌ_４）、三フッ化硼素（ＢＦ_３）、三塩化硼素（ＢＣｌ_３）、三フッ化リン（ＰＦ_３）、三塩化リン（ＰＣｌ_３）、フッ素ガス（Ｆ_２）及び塩素ガス（Ｃｌ_２）から選択される１種以上の酸性ガスをも多量に含む排ガスの処理に適用して、十分な処理効果を得ることができる。
【００５４】
また、本発明によれば、処理容量が大きく、長期化された寿命を有する三フッ化塩素を含む無機ハロゲン化ガス含有排ガスの処理剤が提供される。
【００５５】
さらに、本発明によれば、長時間処理後であっても、処理性能があまり低下せず、三フッ化塩素を含む無機ハロゲン化ガス含有排ガスを十分に処理することができる無機ハロゲン化ガスの処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の処理装置の第１の実施形態を示す概略説明図である。
【図２】図２は、本発明の処理装置の第２の実施形態を示す概略説明である。
【符号の説明】
１；１００：処理装置
１０：第１処理部
２０：第２処理部
１４：三フッ化塩素分解剤層
２４：塩素除去剤層
１１０：第１処理部（三フッ化塩素分解剤層）
１２０：第２処理部（塩素除去剤層）
１３０：断熱部（断熱材層）

Claims

三フッ化塩素（ClF₃）を含む無機ハロゲン化ガス含有排ガスを、合成ゼオライトからなる三フッ化塩素（ClF₃）分解剤と接触させ、次いで、亜硫酸塩、亜二チオン酸塩、四チオン酸塩、チオ硫酸塩から選択される単独または２種以上の混合物を含む硫黄系還元剤からなる塩素除去剤と接触させることを特徴とする排ガスの処理方法。
前記硫黄系還元剤からなる塩素除去剤は、さらに塩基性炭酸亜鉛を含むことを特徴とする請求項１に記載の排ガスの処理方法。
前記三フッ化塩素（ClF ₃ ）分解剤と前記塩素除去剤との比率は１：０．６であることを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガスの処理方法。
前記排ガスは、さらに、四フッ化塩素（SiF4）、四塩化珪素（SiCl₄）、三フッ化硼素（BF₃）、三塩化硼素（BCl₃）、三フッ化リン（PF₃）、三塩化リン（PCl₃）、フッ素ガス（F₂）及び塩素ガス（Cl₂）から選択される1種以上の酸性ガスを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の排ガスの処理方法。
合成ゼオライトからなる三フッ化塩素（ClF₃）分解剤及び亜硫酸塩、亜二チオン酸塩、四チオン酸塩、チオ硫酸塩から選択される単独または２種以上の混合物を含む硫黄系還元剤からなる塩素除去剤の組み合わせからなる、三フッ化塩素（ClF₃）を含む無機ハロゲン化ガス含有排ガス用処理剤。
前記硫黄系還元剤からなる塩素除去剤は、さらに塩基性炭酸亜鉛を含むことを特徴とする請求項５に記載の無機ハロゲン化ガス含有排ガス用処理剤。
前記三フッ化塩素（ClF ₃ ）分解剤と前記塩素除去剤との比率は１：０．６であることを特徴とする請求項５又は６に記載の無機ハロゲン化ガス含有排ガス用処理剤。
合成ゼオライトからなる三フッ化塩素（ClF₃）分解剤を充填してなる第1処理部と、亜硫酸塩、亜二チオン酸塩、四チオン酸塩、チオ硫酸塩から選択される単独または２種以上の混合物を含む硫黄系還元剤からなる塩素除去剤を充填してなる第2処理部と、を含み、該第1処理部は該第２処理部の上流に配置されていることを特徴とする、三フッ化塩素（ClF₃）を含む無機ハロゲン化ガス含有排ガスの処理装置。
前記硫黄系還元剤からなる塩素除去剤は、さらに塩基性炭酸亜鉛を含むことを特徴とする請求項８に記載の処理装置。
前記第１処理部における前記三フッ化塩素（ClF ₃ ）分解剤の充填量は６０容量％であり、前記第２処理部における前記塩素除去剤の充填量は３５容量％であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の処理装置。
前記第1処理部と前記第２処理部との間に、さらに断熱部を設けることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の処理装置。
排ガス処理入口及び処理ガス出口を有するカラム形状であり、該カラム内において排ガス処理入口側に合成ゼオライトからなる三フッ化塩素（ClF₃）分解剤を充填してなる第1処理部と、亜硫酸塩、亜二チオン酸塩、四チオン酸塩、チオ硫酸塩から選択される単独または２種以上の混合物を含む硫黄系還元剤からなる塩素除去剤を充填してなる第２処理部と、を備え、該第1処理部と該第２処理部との間に断熱材を充填してなる断熱部が設けられていることを特徴とする三フッ化塩素（ClF₃）を含む無機ハロゲン化ガス含有排ガスの処理装置。
前記硫黄系還元剤からなる塩素除去剤は、さらに塩基性炭酸亜鉛を含むことを特徴とする請求項１２に記載の処理装置。
前記第１処理部における前記三フッ化塩素（ClF ₃ ）分解剤の充填量は６０容量％であり、前記第２処理部における前記塩素除去剤の充填量は３５容量％であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の処理装置。