JP4952413B2

JP4952413B2 - エッチング排ガス処理装置及びエッチング排ガス処理方法

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Publication number: JP4952413B2
Application number: JP2007179857A
Authority: JP
Inventors: 正男三浦; 静雄徳浦; 吉田　　隆; 哲郎島野
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2007-07-09
Filing date: 2007-07-09
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2027-07-09
Also published as: JP2009011992A

Description

本発明は、エッチング排ガスから有害物質を除去するための排ガス処理装置に関する。また、本発明は、かかる排ガス処理装置を用いたエッチング排ガス処理方法にも関する。

ＬＳＩ等の半導体の製造では、例えばアルミニウムのドライエッチングのために、無機系ハロゲン化合物ガス又は無機系ハロゲン化合物ガスと有機系ハロゲン化合物とを組み合わせた混合ガスが用いられている。従って、半導体製造のドライエッチング工程から排出される排ガス（以下では「エッチング排ガス」とも称す）には、無機系ハロゲン化合物および／または有機系ハロゲン化合物などが一般に含まれている。

このようなハロゲン化合物は、環境汚染を引き起し得るので、有害物質として大気中への放出は厳しく規制されている。また、例えば無機系ハロゲン化合物が三塩化ホウ素（ＢＣｌ_３）を含む場合には、三塩化ホウ素が空気中の水分等と接触してＨ_３ＢＯ_３粉末を生じ得るので、かかる粉末に起因して真空ポンプの排出口やダクト配管が閉塞する可能性がある。従って、Ｈ_３ＢＯ_３粉末が生じる前に三塩化ホウ素を除去しておくことが、半導体製造の保守の点で必要とされる。

従来、エッチング排ガスの処理に際しては、エッチング排ガスと除害剤とを接触させており、それによって、エッチング排ガスから有害物質を除去している（例えば、特許文献１参照）。かかる排ガス処理では、除害剤が充填された容器内にエッチング排ガスを連続的に導入することによって、エッチング排ガスを容器内で流通させているが、容器内の流通状態を改善することによって、処理効率を更に向上させることが望まれている。

特に、容器内に供給されたエッチング排ガスにチャネリング現象（即ち、「偏流現象」）が生じてしまうと、一部の除害剤のみが有害物質の除去に寄与することになり、除害剤が全体として効率的に利用されないだけでなく、除害剤の劣化に局所的なバラツキが生じてしまい、除害剤の取替時期・交換時期が結果的に早まってしまうことになる。
特許第２５８１６４２号公報

本発明は、上記事情に鑑みて為されたものである。つまり、本発明の課題は、容器内のエッチング排ガスの流通状態を改善することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明は、エッチング排ガスに含まれる有害物質を除去する排ガス処理装置であって、
エッチング排ガスが導入される導入口および導入されたエッチング排ガスが排出される排出口を備えた筒状容器（または管状容器）、
筒状容器内に充填された除害剤、ならびに
複数の開口部（または孔もしくは穿孔）を有する平板部材
を有して成り、
平板部材は、除害剤が充填されている筒状容器内の領域を仕切る又は区切るように配置されていることを特徴とする排ガス処理装置を提供する。かかる本発明は、「筒状容器内に充填されている除害剤」に対して「複数の開口部を有する平板部材」が設けられていることを特徴としている。

本明細書にいう「エッチング排ガス」とは、半導体製造におけるエッチング処理、特にドライエッチング処理に際して排出されるガスのことを指している。エッチング排ガスとしては、例えば、フッ化水素、サルファーテトラフルオライド、テトラフルオロシラン、ジフルオロスルホキサイド等のフッ素化合物ガス；塩素、塩化水素、三塩化ホウ素、テトラクロロシラン等の塩素化合物ガス；臭化水素、三臭化ホウ素等の臭素化合物を挙げることができる。尚、このようなエッチング排ガスは、例えば、窒素、アルゴンおよび／またはヘリウムなどの不活性ガスで希釈されているものでも構わない。

また、本明細書にいう「有害物質を除去する」とは、有害物質が少なくともエッチング排ガスから除去されることを意味しており、全ての有害物質がエッチング排ガスから除去されることを必ずしも意図していない。とはいうものの、エッチング排ガス中の有害物質ができる限り除去される態様が好ましく、全ての有害物質が除去される態様が最も好ましいことに留意されたい。

更に、本明細書にいう「除害剤」とは、エッチング排ガスの有害物質を除去または減じる作用を有する物質を実質的に意味しており、例えば、有害物質（または有害物質を含んだ排ガス）との接触に起因して、有害物質を触媒作用などによって分解および／または反応する物質、あるいは、有害物質を吸着または吸収する物質を指している。

本発明では上述の排ガス処理装置を用いたエッチング排ガス処理方法も提供される。かかる方法は、エッチング排ガス中の有害物質を減じる方法であり、筒状容器におけるエッチング排ガスの滞留時間が２０〜１０００秒となるように筒状容器にエッチング排ガスを連続的に供給することを特徴としている。かかる本発明の方法は、チャネリング現象ができる限り抑制されるように、筒状容器容積に応じた流量でエッチング排ガスが供給される点に特徴を有している。

本発明のエッチング排ガス処理装置およびエッチング排ガス処理方法では、「複数の開口部を有する平板部材」に起因して、エッチング排ガスが筒状容器断面にわたって均一に流れることになり、筒状容器内に供給されるエッチング排ガスのチャネリング現象が防止される。従って、筒状容器内の除害剤が全体として効率的に利用されることになる。また、エッチング排ガスが筒状容器断面にわたって均一に流れることによって、除害剤の劣化に局所的なバラツキがなくなるので、除害剤の取替時期・交換時期が結果的に長くなる。更には、エッチング排ガスが筒状容器断面にわたって均一に流れることに起因して、エッチング排ガスと除害剤との接触面積がより増加するので、エッチング排ガスの除去効率が向上し、筒状容器内を通過したエッチング排ガスに含まれる有害物質がより減少することも期待される。

以下では、まず、本発明の排ガス処理装置について説明を行い、その後、本発明の排ガス処理方法について説明を行う。

本発明の排ガス処理装置は、「筒状容器」、「除害剤」および「複数の開口部を有する平板部材」を有して成る。筒状容器は、エッチング排ガスが導入される導入口を供えている共に、筒状容器内に導入されたエッチング排ガスが排出される排出口を備えている。除害剤は筒状容器内に充填され又は仕込まれ、複数の開口部を有する平板部が筒状容器内に設けられる。平板部材は、その主面が略鉛直方向を向くように設けられる。

筒状容器の形状は、特に制限されるものでなく、例えば、円筒形状、三角筒形状（三角柱形状）、四角筒形状（四角柱形状）または六角筒形状（六角柱形状）などを挙げることができる。好ましくは、四角筒形状の筒状容器が用いられる。筒状容器の容量（即ち、容器内体積）は、除害剤を所望量仕込むことができるのであれば、特に制限されるものではない。例えば、筒状容器の容量は、好ましくは０．０１〜０．５ｍ^３、より好ましくは０．０５〜０．２ｍ^３である。筒状容器の材質は、酸に対して耐食性を有するものが好ましい。例えば、筒状容器の材質として、インコネル、ハステロイまたはステンレス鋼（市販品ではＳＵＳ３０４およびＳＵＳ３１６）等を挙げることができる。

除害剤は筒状容器内に層状に充填される。ここで「層状に充填される」とは、異なる種類の除害剤が相互に積み重ねられるように充填される態様を意味しているだけでなく、後述するように同一種類の除害剤が仕込まれている場合であっても平板部材によって仕切られることで層状に充填される態様も意味している。

除害剤は、従来のエッチング排ガス処理において一般的に使用されている除害剤であれば特に制限はない。除害剤の形態も従来のエッチング排ガス処理に一般的に使用されている形態であれば特に制限はなく、例えば粉末形態または多孔質形態（例えばペレット状、タブレット状、または球状などの形状を有する成形物）などを挙げることができる。例えば、除害剤として反応処理剤及び吸着剤を用いることができる。反応処理剤は、酸化鉄および酸化マンガンから成る群から選択される少なくとも１種以上の金属酸化物であることが好ましい。酸化鉄は、例えば、酸化鉄(II)（ＦｅＯ）および酸化鉄(III)（Ｆｅ_２Ｏ_３）であってよい。酸化マンガンは、例えば、一酸化マンガン（ＭｎＯ）、二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）、四酸化三マンガン（Ｍｎ_３Ｏ_４）または七酸化二マンガン（Ｍｎ_２Ｏ_７）であってよい。尚、反応処理剤には、鉄もしくはマンガンの水酸化物、シリカもしくはアルミナ等の無機酸化物、酸化カルシウムまたは硫酸カルシウム等が更に含有されていてもよい。吸着剤は、活性炭または添着活性炭（酸化銅及び／又は酸化亜鉛を担持した活性炭）であることが好ましい。このような反応処理剤及び吸着剤は、市販品をそのまま使用してもよい。尚、除害剤の充填量などは、エッチング排ガス中の有害物質の組成及び含有量などによって変える必要があるので一律に定めることはできないが、当業者は予め実験などを行うことで容易に決定することができる。

後述するように、エッチング排ガスが、三塩化ホウ素（ＢＣｌ_３）および塩化水素（ＨＣｌ）を有害物質として含んで成る場合、反応処理剤がＦｅ_２Ｏ_３およびＭｎＯから成る組成物を主成分とした金属酸化物であって、吸着剤が活性炭（特に添着活性炭）であることが好ましい。この場合、「Ｆｅ_２Ｏ_３およびＭｎＯから成る組成物を主成分とした金属酸化物」が反応剤として作用することによって、三塩化ホウ素が金属酸化物と反応して塩化鉄とホウ酸とに変化される。また、「Ｆｅ_２Ｏ_３およびＭｎＯから成る組成物を主成分とした金属酸化物」が触媒として作用することによって、三塩化ホウ素が水と反応してホウ酸と塩化水素ガスとに分解される。次いで、分解によって生じた塩化水素および／またはエッチング排ガスに元々含まれていた塩化水素は、活性炭によって吸着除去されることになる。尚、ホウ酸は、金属酸化物の細孔内部および表面部で固定される。

「複数の開口部を有する平板部材」は、図１に示すように、その主面が略鉛直方向を向くようにして筒状容器内に設けられる。特に本発明では、平板部材が「除害剤が充填されている筒状容器内の領域」を仕切る又は区切るように配置される（換言すれば、除害剤が充填されることになる筒状容器内の空間を区切るように平板部材が配置されている）。従って、筒状容器内に供給されたエッチング排ガスは、除害剤の層の通過するに際して、平板部材の複数の開口部を通過することになり、エッチング排ガスの流れが筒状容器の横断方向に分散・分岐することになる（即ち、エッチング排ガスがある箇所に偏って流れることなく分散される）。換言すれば、筒状容器内のエッチング排ガス流れは平板部材の開口部に起因して筒状容器断面にわたって分散・分岐することになるので、排ガス処理装置に供給されたエッチング排ガスは容器内を全体的に均一に流れることになる。

平板部材の形状は、筒状容器内（即ち、除害剤が充填される筒状容器内の領域）に収納できるものであれば特に制限されない。例えば、筒状容器の内部空間が円筒形状である場合には円形状の平板部材であることが好ましく、筒状容器の内部空間が三角筒形状である場合には三角形状の平板部材であることが好ましく、筒状容器の内部空間が四角筒形状である場合には、正方形状または矩形状の平板部材であることが好ましく、更に、筒状容器の内部空間が六角筒形状である場合には、六角形状の平板部材であることが好ましい。

平板部材のサイズは、筒状容器の内壁と平板部材の周縁部との隙間ができるだけ小さくなるようなサイズであることが好ましい。例えば、平板部材が図２（ａ）に示すような矩形状の平板の場合、横長さＬは、好ましくは２０〜１００ｃｍ、より好ましくは３０〜７０ｃｍであり、縦長さＷは、好ましくは１０〜８０ｃｍ、より好ましくは２０〜６０ｃｍであり、厚さＨは、好ましくは０．２〜６．０ｍｍ、より好ましくは０．５〜３．０ｍｍである。また、平板部材が図２（ｂ）に示すような円形状の平板の場合、直径Ｄは、好ましくは１０〜１００ｃｍ、より好ましくは２０〜６０ｃｍであり、厚さＨは、好ましくは０．２〜６．０ｍｍ、より好ましくは０．５〜３．０ｍｍである。尚、２つ以上の平板部材を組み合わせて一体化することで、上述のようなサイズを有する平板部材を構築してもよい。

平板部材の材質は、筒状容器の材質と同様、酸に対して耐食性を有するものが好ましい。例えば、平板部材の材質として、インコネル、ハステロイまたはステンレス鋼（市販品ではＳＵＳ３０４およびＳＵＳ３１６）などを挙げることができる。

本発明の排ガス処理装置において「複数の開口部を有する平板部材」は、除害剤が充填されている筒状容器内の領域を仕切るように配置されている。設けられる平板部材の個数は、特に制限されるものでないが、好ましくは１〜１０個、より好ましくは３〜５個である。ここで図３に示すように、平板部材１０が少なくとも２個設けられている場合、隣り合う平板部材の間の距離Ｌ_ｓｐは、好ましくは５〜４０ｃｍであり、より好ましくは１０〜２０ｃｍであり、例えば１２ｃｍである。このような間隔で平板部材が設けられることによって、供給されたエッチング排ガスのチャネリング現象が特に効果的に抑制される。具体的には、上述のような間隔で平板部材が設けられると、エッチング排ガス流れが定期的に分散・分岐することになり、エッチング排ガスの再分散・再分岐が効果的に促進される。

平板部材において、開口部の形状は特に制限されるものではなく、例えば、円形（即ち、丸孔もしくは円孔）、正方形、矩形または楕円形の開口部であってよい。

平板部材において、開口部の相当直径は、好ましくは０．５〜２０ｍｍ、より好ましくは１〜１０ｍｍであり、例えば３ｍｍである。このような相当直径の場合、特定の理論に拘束されるわけではないが、開口部を通過した後のエッチング排ガス流れに対して乱流が生じ易くなり、結果的にチャネリング現象の更なる抑制につながる。ここでいう「相当直径」とは、図４（ａ）に示すように開口部の形状が円形である場合（即ち、丸孔または円孔の場合）、円形の直径Ｄ_ｅを指しており、図４（ｂ）に示すように、開口部の形状が正方形である場合（即ち角孔の場合）、かかる正方形の一辺に相当する長さＬ_ｅを指しており、図４（ｃ）に示すように、開口部の形状が矩形状である場合は、かかる矩形の長辺に相当する長さＬ_ｅを指している。それ以外の形状を開口部が有する場合、「相当直径」は、開口部の断面積を変えずに開口部の形状を円形とした場合の直径を実質的に意味している（ここでいう「断面積」とは、平板部材の主面（図１および図２（ａ）参照）と平行な方向に沿って切断した場合の開口部断面の面積を実質的に意味している）。

平板部材において、複数の開口部の配列パターンは特に制限されるものでなく、例えば図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように並列型または千鳥型の配列パターンを挙げることができる。複数の開口部が千鳥型の配列パターンを有する場合、配列角度α（図５（ａ）および図５（ｂ）に示される角度α）は、好ましくは３０〜９０°であり、より好ましくは４５〜６０°であり、例えば６０°である。また、平板部材において、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すような開口部のピッチＰ（即ち、「隣接する開口部間の距離」）は、好ましくは１〜２０ｍｍであり、より好ましくは２〜１０ｍｍであり、例えば５ｍｍである。このようなピッチを複数の開口部が有する場合、特定の理論に拘束されるわけではないが、隣接する開口部を通過した後のエッチング排ガス流れ同士が相互に好ましく作用することになり、結果的にチャネリング現象の更なる抑制につながる。

本発明の排ガス処理装置では、平板部材の開口率は、好ましくは１０〜６０％、より好ましくは２０〜５０％であり、例えば３２．４％である。このような開口率を平板部材が有する場合、特定の理論に拘束されるわけではないが、開口部に起因してエッチング排ガス流れが筒状容器の断面にわたって効率良く分岐し又は分配されることになり、結果的にチャネリング現象の更なる抑制につながる。ここでいう「開口率」とは、図６に示すように、「開口部が存在していないと仮定した中実の平板部材の主面の面積Ｓ_１０’」に対する「開口部の断面の総面積Ｓ_１５」の割合を百分率で表したものである。即ち、開口率Ｒ（％）は以下の式により表される：
Ｒ＝Ｓ_１５／Ｓ_１０’
尚、「開口部の断面の総面積」にいう「断面」とは、平板部材の主面（図１および図２（ａ）参照）と平行な方向に沿って切断した場合の開口部断面を実質的に意味していることに留意されたい。

平板部材における開口部の割合に関しては「メッシュ」の観点からも規定することができる。「１インチ平方当たりの開口部の数」を示す「メッシュ（＝個／平方インチ）」で表現すると、本発明に用いられる平板部材は、好ましくは１〜７５０メッシュ、より好ましくは５〜４００メッシュである。

次に、平板部材の筒状容器内への設置の仕方について説明する。例えば、図７（ａ）に示すような最も簡単な態様を例にとって説明すると、まず、筒状容器に除害剤２０ａを充填した後、その充填された除害剤２０ａの上に平板部材１０を配置する。次いで、配置された平板部材１０の上に残りの除害剤２０ｂを筒状容器内に充填する。ここで、平板部材１０は、筒状容器内壁に固定しなくてもよいが、可能である場合には筒状容器内壁に固定することが好ましい。例えば、図８に示すように、テープ部材４０（例えばアルミテープ）を平板部材の周縁部分と筒状容器３０の内壁との双方に接着することによって、平板部材１０を筒状容器３０に固定してもよい。尚、テープ部材４０を平板部材１０の周縁部分の全てに設けて筒状容器３０の内壁に接着させる場合では、平板部材の周縁端部と筒状容器の内壁との隙間が全て塞がれることになり、かかる隙間をエッチング排ガスがすり抜けることができなくなるので、結果的に、チャネリング現象の更なる抑制につながる。

テープ部材を用いる場合には、図９に示すように、平板部材１０の周縁部分に存在する開口部をかかるテープ部材で塞いでもよい。このように周縁部分の開口部が塞がれると、チャネリング現象が更に抑制される効果が期待できる。具体的に説明すると、周縁部分の開口部が塞がれることによって、筒状容器の内壁に沿うエッチング排ガス流れが平板部材において内側へと向きを変えることになるので、エッチング排ガスの流れが筒状容器の断面にわったってより均一となる。例えば正方形または矩形状の平板部材の場合、平板部材の一辺の長さ又は長辺の長さの３〜３０％に相当する長さの分だけ、平板部材の周縁端部から内側へとテープ部材を設けることによって、周縁部分の開口部を塞ぐことが好ましい。同様に、円形状の平板部材の場合では平板部材の直径の２〜２０％に相当する長さの分だけ平板部材の周縁端部から内側にテープ部材を設けることによって、周縁部分の開口部を塞ぐことが好ましい。

本発明の好ましい態様において、「複数の開口部を有する平板部材」は、いわゆるパンチングメタルであることが好ましい。この場合、開口部（即ち、「孔」）は、必ずしもプレス打抜き加工によって形成された打抜き穴でなくてもよく、切断加工により形成された穴であってもよい。また、開口部は突起状の孔の形態であってもよい。尚、「複数の開口部を有する平板部材」としては、パンチングメタル以外にも、網目状のスクリーン部材または金網部材などを同様に用いることができる。

本発明の排ガス処理装置に用いられる除害剤は、上述したように、一般的なエッチング排ガス処理に用いられる除害剤であれば特に制限はない。本発明では、除害剤は１種類である必要がなく、エッチング排ガスの種類に応じて２種類以上の除害剤を用いてもよい。例えば、除害剤は「有害物質の分解および／または反応を引き起こす第１除害剤の層」ならびに「かかる有害物質の分解によって生じた物質および／またはエッチング排ガス中の有害物質を吸着または吸収する第２除害剤の層」から成っていることが好ましい。この場合、図７（ｂ）に示すように、第１除害剤２１の層と第２除害剤２２の層との間に平板部材１０が配置されていることが好ましい。これによって、エッチング排ガスが、第１除害剤２１の層内および第２除害剤２２の層内の双方において同様に均一に流れることになる。

本発明の排ガス処理装置に供給されるエッチング排ガスが、三塩化ホウ素および塩化水素を含んで成る場合では、第１除害剤が、酸化鉄、酸化マンガンおよびそれらの混合物であることが好ましく、第２除害剤が、活性炭、添着活性炭（酸化銅及び／又は酸化亜鉛を担持した活性炭）およびそれらの混合物であることが好ましい。この場合、エッチング排ガスは以下の処理に付されることになる：
（１）第１除害剤の反応作用によって、三塩化ホウ素と酸化鉄、酸化マンガンおよびそれらの混合物とが反応して、塩化鉄とホウ酸とに変化される。また、第１除害剤の触媒作用によって、三塩化ホウ素が水と反応して、ホウ酸と塩化水素とに分解される。
（２）第２除害剤が、三塩化ホウ素の分解によって生じた塩化水素および／またはエッチング排ガスに元々含まれていた塩化水素を吸着することによって、エッチング排ガスから塩化水素が除去される。

尚、図７（ｃ）に示すように、第１除害剤２１の層および／または第２除害剤２２の層の上面および下面の少なくとも一方に平板部材１０が更に配置されていてもよい。これにより、エッチング排ガスのチャネリング現象の更なる抑制が期待される。同様の理由により、図７（ｄ）に示すように、第２除害剤２２が少なくとも２層から成る場合、第２除害剤２２の層間に平板部材を更に設けてもよい。尚、図７（ｃ）において参照番号１０ａで示すような「最も下側に位置する平板部材」（別の表現でいえば、「除害剤支持用の平板部材」）については、より上方に設けられる平板部材よりも「開口部の相当直径」、「開口部のピッチ」および「開口率」の値が小さいことが好ましい。例えば、「最も下側に位置する平板部材」について、開口部の相当直径は、好ましくは０．５〜１０ｍｍ、より好ましくは１〜５ｍｍ、例えば１ｍｍであり、開口部のピッチＰは、好ましくは１〜１０ｍｍ、より好ましくは２〜５ｍｍ、例えば２ｍｍであり、開口率は、好ましくは１０〜５０％、より好ましくは２０〜４０％であり、例えば２２．５％である。

図７（ｂ）に示すように、第２除害剤２２の層が第１除害剤２１の層の上方に位置するように第２除害剤２２と第１除害剤２１とを鉛直方向に筒状容器内に充填する場合では、図示するように、導入口３０ａが筒状容器の下部（例えば底部）に設けられる一方、排出口３０ｂが筒状容器の上部（例えば頂部）に設けられることが好ましい。これにより、エッチング排ガスが第１除害剤２１の層を通過した後に第２除害剤２２の層を通過することになり、エッチング排ガスを好ましく処理できる。また、図７（ｂ）に示す態様とは逆に、第２除害剤２２の層が第１除害剤２１の層の下方に位置するように第２除害剤２２と第１除害剤２１とを鉛直方向に充填する場合（図示せず）では、上記と同様の理由により（即ち、エッチング排ガスが第１除害剤２１の層を通過した後に第２除害剤２２の層を通過することになるように）、導入口が筒状容器の上部に設けられる一方、排出口が筒状容器の下部に設けられることが好ましい。いずれの場合であっても、本発明の効果の点では実質的に差がないものの、処理ガス配管の設置・取りまわしの点では、導入口が筒状容器の下部に設けられ、排出口が筒状容器の上部に設けられることが一般的に好ましい。尚、導入口を筒状容器の下部に設ける態様において、図１０に示すように導入管３０ａ’を筒状容器内にて延在させる場合、平板部材１０には、図１１に示すように、導入管３０ａ’のための切り欠き部３１を設けることが好ましい（特に図１１に示す態様は、２つの部材を一体化することで平板部材が構成される態様を示している）。

本発明では、上述したエッチング排ガス処理装置を用いてエッチング排ガス中の有害物質を除去する方法も提供される。かかる本発明の方法は、エッチング排ガスの筒状容器における滞留時間が１０〜２０００ｓ（秒）、好ましくは２０〜１０００ｓ（秒）となるように、エッチング排ガスを筒状容器の導入口に連続的に供給することを特徴としている。尚、ここでいう滞留時間とは、定常状態時においてエッチング排ガスが筒状容器内を通過するのに要する平均時間を意味しており、筒状容器内体積をＶ［ｍ^３］およびエッチング排ガスの供給流量（または排出流量）をＦ［ｍ^３／ｓ］とすると、滞留時間ｔ［ｓ］は以下の式で表される：
ｔ＝Ｖ／Ｆ

上述のような滞留時間の条件でエッチング排ガスを供給すると、「複数の開口部を有する平板部材」に起因したチャネリング防止効果がより顕著となる。つまり、上述のような滞留時間となるようにエッチング排ガスを供給すると、エッチング排ガスが筒状容器断面にわたってより均一に流れることになるので、除害剤の劣化に局所的なバラツキがなくなり、除害剤の取替時期・交換時期がより長くなる効果が促進される。

エッチング排ガスの筒状容器内への供給は、導入管を介して行われることになるが、その際、一般的には供給ポンプによってエッチング排ガスを移送することが好ましい。供給ポンプの吐出圧を制御すると、エッチング排ガスの供給流量を調整することができる。例えば、筒状容器内体積が０．０５〜０．２ｍ^３の場合、エッチング排気ガスの供給流量は好ましくは８．３×１０^−５〜８．３×１０^−３ｍ^３／ｓであり、より好ましくは１．６×１０^−４〜３．４×１０^−３ｍ^３／ｓ（標準状態０℃、１気圧を基準とした流量）となるように供給流量を調整する。

ここで、本発明の方法は、温度制御を特に必要とせず、例えば室温条件下で実施すればよい。但し、温度制御を完全に排除するものではなく、必要に応じて「供給されるエッチング排ガス」および／または「筒状容器内に充填されている除害剤」の温度を適当に調整してもよい。

筒状容器内の圧力条件は、特に制限はないものの、エッチング排ガスを容器内に流通させることに鑑みると、導入口での圧力が大気圧よりも高い条件となることが好ましい。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、種々の改変がなされ得ることは当業者には容易に理解されよう。例えば、筒状容器には、「複数の開口部を有する平板部材」に加えて、バッフル（または邪魔板）を設けてもよい。

本発明の効果を確認するために実験を行った。具体的には、排ガス処理装置にパンチングメタルを設けた場合と設けなかった場合とで、処理ガスの有害物質濃度の経時変化を比較した。

［実施例１］
パンチングメタルを設けた排ガス処理装置を用いて、有害物質として三塩化ホウ素および塩素を含むガスを処理した。具体的には、「除害剤が充填され、かつ、充填されている領域を仕切るようにパンチングメタルが設けられている筒状容器」に対してガスを流通させた。実施例１の実験条件を表１に示す。また、実施例１で用いた偏流防止用パンチングメタル（丸孔直径：３．０ｍｍ、開口部ピッチ：５．０ｍｍ、開口率：３２．４％）の開口部形態を図１２に示す。

［比較例１］
パンチングメタルを設けていない排ガス処理装置を用いて、実施例１と同様の条件でガスを処理した。比較例１の実験条件を表２に示す。換言すれば、比較例１は、パンチングメタルを設けていないこと以外は実施例１と同様にガス処理を行った例である。

［結果］
実施例１および比較例１で得られた「処理ガスの有害成分濃度の経時変化」を表３に示す。また、図１３には、表３の結果をグラフ化したものを示す。

表３および図１３に示す結果から分かるように、比較例１ではガスを流通し始めてから約４０分後に有害物質（即ち、三塩化ホウ素および塩素）が処理ガスに含まれ始めた一方、実施例１では、ガスを流通し始めてから約６０分後に有害物質が処理ガスに含まれ始めた。即ち、パンチングメタルを設けた実施例１の方がパンチングメタルを設けていない比較例１の場合よりも除害剤の取替時期・交換時期が約１．５倍長くなった。このように実施例１の取替時期・交換時期が長くなったことは、パンチングメタルに起因して流通ガスが容器内断面をより均一に流れ、除害剤の局所的な劣化が減少したことが関係している。

本発明の排ガス処理装置および本発明の排ガス処理方法では、エッチング排ガスなどの有害物質を含んだガス（特に半導体製造のドライエッチング工程から排出されるガス）が清浄／浄化される。また、エッチング排ガスに限らず、工業生産において排出される種々の排ガスであっても同様に清浄／浄化できる。

図１は、複数の開口部を有する平板部材が筒状容器内に設けられる態様を示した模式的斜視図である。図２は、本発明に用いられる平板部材を示した模式的斜視図である。図３は、筒状容器内の平板部材の態様を示した模式的断面図である。図４は、平板部材の開口部を示した模式的断面図または模式的上面図である。図５は、平板部材の開口部の配列状態を示した模式的断面図または模式的上面図である。図６は、平板部材の開口率の規定の仕方を示した模式図である。図７（ａ）は、平板部材および除害剤を含んだ筒状容器の態様を示した模式的断面図である。図７（ｂ）は、平板部材および除害剤を含んだ筒状容器の態様を示した模式的断面図である。図７（ｃ）は、平板部材および除害剤を含んだ筒状容器の態様を示した模式的断面図である。図７（ｄ）は、平板部材および除害剤を含んだ筒状容器の態様を示した模式的断面図である。図８は、テープ部材によって平板部材の周縁部分が筒状容器内壁に固定されている態様を示した模式的断面図である。図９は、平板部材の周縁部分に存在する開口部がテープ部材で塞がれている態様を示した平板部材の模式的上面図である。図１０は、エッチング排ガス用の導入管が筒状容器内にて延在する態様を示した排ガス処理装置の模式的断面図である。図１１は、導入管用の切欠き部が形成された平板部材の模式的上面図である（開口部は一部分のみ表示）。図１２は、本発明の実施例で用いたパンチングメタルの模式的上面図である。図１３は、実施例で得られたグラフであり、本発明の効果を示している。

符号の説明

１０…平板部材、１５…開口部、１５’…テープ部材によって塞がれた開口部、２０…除害剤、２１…第１除害剤、２２…第２除害剤、３０…筒状容器、３０ａ…導入口、３０ａ’…導入管、３０ｂ…排出口、３０ｂ’…排出管、３１…導入管のための切欠き部、４０…テープ部材および５０…排ガス処理装置。

Claims

エッチング排ガスに含まれる有害物質を除去する排ガス処理装置であって、
前記エッチング排ガスが導入される導入口および前記導入された前記エッチング排ガスが排出される排出口を備えた筒状容器、
前記筒状容器内に充填された除害剤、ならびに
複数の開口部を有する平板部材
を有して成り、
前記平板部材は、前記除害剤が充填されている前記筒状容器内の領域を仕切るように配置されており、また
前記平板部材が少なくとも２つ設けられており、前記エッチング排ガス流れが定期的に分散または分岐することになるように隣り合う前記平板部材の間の距離を１０〜２０ｃｍとすることを特徴とする、排ガス処理装置。
前記平板部材において前記開口部の相当直径が、１〜１０ｍｍとなっていることを特徴とする、請求項１に記載の排ガス処理装置。
前記平板部材において前記複数の開口部のピッチが、２〜１０ｍｍとなっていることを特徴とする、請求項１または２に記載の排ガス処理装置。
前記平板部材の開口率が、２０〜５０％であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の排ガス処理装置。
前記平板部材の周縁部分に存在する開口部がテープ部材で塞がれていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の排ガス処理装置。
前記平板部材がパンチングメタルであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の排ガス処理装置。
前記除害剤が、前記有害物質の分解および／または反応を引き起こす第１除害剤の層、ならびに、前記有害物質の前記分解によって生じた物質および／または前記有害物質を吸着または吸収する第２除害剤の層から成り、
第１除害剤の層と第２除害剤の層との間に前記平板部材が配置されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の排ガス処理装置。
第１除害剤の層および／または第２除害剤の層の上面および下面の少なくとも一方に前記平板部材が更に配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の排ガス処理装置。
第２除害剤が少なくとも２層から成り、前記平板部材が第２除害剤の層間に更に配置されていることを特徴とする、請求項７または８に記載の排ガス処理装置。
第１除害剤が、酸化鉄、酸化マンガンおよびそれらの混合物であることを特徴とする、請求項７〜９のいずれかに記載の排ガス処理装置。
第２除害剤が活性炭であることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれかに記載の排ガス処理装置。
請求項１〜１１のいずれかに記載の排ガス処理装置を用いてエッチング排ガス中の有害物質を除去する方法であって、前記筒状容器における前記エッチング排ガスの滞留時間が２０〜１０００秒となるように、前記エッチング排ガスを前記導入口から前記筒状容器内へと連続的に供給することを特徴とする方法。
前記エッチング排ガスの供給流量が１．６×１０^−４〜３．４×１０^−３ｍ^３／ｓとなるように前記エッチング排ガスを前記筒状容器内に供給することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。