JP6602709B2 - Exhaust gas treatment apparatus and exhaust gas treatment method - Google Patents
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Description
本発明は、排ガス処理装置及び排ガス処理方法に関するものであり、具体的には、金属塩基性ガスを含む排ガスの処理装置及び処理方法に関する。 The present invention relates to an exhaust gas treatment apparatus and an exhaust gas treatment method, and more specifically, relates to an exhaust gas treatment apparatus and a treatment method containing a metal basic gas.
半導体、液晶、太陽光発電パネル、及び発光ダイオード(LED)等の電子デバイスを製造する際、成膜装置等のデバイス製造装置が使用される。従来から、これらのデバイス製造装置から排出される排ガスを処理するために、除害装置が用いられている。この除害装置では、排ガス中から有害ガスが除去されて、無害化される。 When manufacturing electronic devices such as semiconductors, liquid crystals, photovoltaic power generation panels, and light emitting diodes (LEDs), device manufacturing apparatuses such as film forming apparatuses are used. Conventionally, an abatement apparatus has been used to treat exhaust gas discharged from these device manufacturing apparatuses. In this detoxifying device, harmful gas is removed from the exhaust gas and rendered harmless.
一方、近年の半導体プロセスの進化により、成膜装置として、例えば、原子層堆積(ALD;Atomic Layer Deposition)装置が用いられている。このALD装置では、有機金属化合物と塩基性ガスとをプロセスガスとして使用するため、排ガス中にはこれらの化合物が共存して排出される。 On the other hand, with the recent progress of semiconductor processes, for example, an atomic layer deposition (ALD) apparatus is used as a film forming apparatus. In this ALD apparatus, since an organometallic compound and a basic gas are used as process gases, these compounds coexist in the exhaust gas and are discharged.
ところで、排ガス中の有害ガスを除去して無害化する方法としては、特許文献1及び特許文献2が知られている。具体的には、特許文献1には、有機金属化合物と、金属塩基性ガスとを含む排ガスの除害処理装置及び除害処理方法として、図3に示すように、酸化部102において有機金属化合物に酸化ガスを添加して酸化処理し、粉体状にしてフィルター103で捕集除去した後、第1除害部104において金属塩基性ガスを酸化触媒によって分解し、粉体状にしてフィルター103’で捕集除去する除害処理装置101及び除害方法が開示されている。
By the way,
また、特許文献2には、アンモニアやトリメチルアミン(TMA)等の非金属塩基性ガスを含む排ガスの除害装置及び除害処理方法として、図4に示すように、第1処理部204において硫酸鉄(FeSO4)を活性炭に担持させた浄化剤を酸化吸着剤として用いる除害処理装置201及び除害方法が開示されている。
Further, in
しかしながら、特許文献1に開示された除害方法では、排ガス中に含まれる有機金属化合物及び金属塩基性ガスの除害処理は満足するものの、除害処理時において、金属塩基性ガスを分解した際に副生する非金属塩基性ガスの除害処理が考慮されていないため、除害処理後の排ガス中に有害な非金属塩基性ガスが含まれてしまうという課題があった。
However, in the detoxification method disclosed in
また、特許文献2に開示された除害方法では、排ガス中に含まれる非金属塩基性ガスが少量の場合には効果があるが、排ガス中に大量の非金属塩基性ガスが含まれる場合には十分に除去できないという課題があった。特に、金属塩基性ガスが含まれる排ガスを処理した場合、酸化吸着剤によって金属塩基性ガスが分解されて非金属塩基性ガスが副生するため、除去性能が充分ではないという課題があった。
Further, the detoxification method disclosed in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、少なくとも金属塩基性ガスを含む排ガスを安全に除害処理することが可能な、排ガス処理装置及び排ガス処理方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object to provide an exhaust gas treatment apparatus and an exhaust gas treatment method capable of safely detoxifying exhaust gas containing at least a metal basic gas. To do.
本発明は、以下の構成を有する。
(1) 少なくとも金属塩基性ガスを含む排ガスを処理する排ガス処理装置であって、金属塩基性ガスを分解し、生成する金属酸化物を吸着除去する第1除害剤を含む第1処理部と、前記第1処理部の二次側に設けられ、非金属塩基性ガスを吸着除去する第2除害剤を含む第2処理部と、を備える排ガス処理装置。
(2) 有機金属化合物と、金属塩基性ガスとを含む排ガスを処理する排ガス処理装置であって、酸化ガスを添加して有機金属化合物を酸化処理する酸化部と、前記酸化部の直後に設けられ、金属酸化物を捕集して除去する捕集部と、金属塩基性ガスを分解し、生成する金属酸化物を吸着除去する第1除害剤を含む第1処理部と、前記第1処理部の二次側に設けられ、非金属塩基性ガスを吸着除去する第2除害剤を含む第2処理部と、を備える排ガス処理装置。
(3) 前記第1除害剤が触媒酸化剤であり、前記第2除害剤が化学吸着剤である、前項1又は2に記載の排ガス処理装置。
(4) 前記化学吸着剤が、HPO3を添着した活性炭、銀を添着した鉄マンガン酸化物、及び硫酸鉄のいずれか1以上を含む、前項1乃至3のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
(5) 少なくとも金属塩基性ガスを含む排ガスを処理する排ガス処理方法であって、排ガス中の金属塩基性ガスを第1除害剤と接触させて、生成する金属酸化物を前記第1除害剤によって吸着除去した後、前記排ガスを第2除害剤と接触させて当該排ガス中から非金属塩基性ガスを吸着除去する、排ガス処理方法。
(6) 有機金属化合物と、金属塩基性ガスとを含む排ガスを処理する排ガス処理方法であって、排ガスに酸化ガスを添加して有機金属化合物を酸化処理し、生成した金属酸化物を含む粉体を前記排ガス中から捕集除去する、第1処理と、排ガス中の金属塩基性ガスを第1除害剤と接触させて、生成する金属酸化物を前記第1除害剤によって吸着除去した後、前記排ガスを第2除害剤と接触させて当該排ガス中から非金属塩基性ガスを吸着除去する、第2処理と、を含む、排ガス処理方法。
The present invention has the following configuration.
(1) An exhaust gas treatment apparatus for treating exhaust gas containing at least a metal basic gas, the first treatment unit including a first detoxifying agent that decomposes the metal basic gas and adsorbs and removes the generated metal oxide. An exhaust gas treatment apparatus comprising: a second treatment unit that is provided on the secondary side of the first treatment unit and includes a second detoxifying agent that adsorbs and removes the nonmetallic basic gas.
(2) An exhaust gas treatment apparatus for treating an exhaust gas containing an organometallic compound and a metal basic gas, wherein an oxidation section for oxidizing an organometallic compound by adding an oxidizing gas is provided immediately after the oxidation section. A first collecting unit that collects and removes the metal oxide, a first treatment unit that decomposes the metal basic gas and absorbs and removes the generated metal oxide, and the first processing unit. An exhaust gas treatment apparatus comprising: a second treatment unit that is provided on the secondary side of the treatment unit and includes a second detoxifying agent that adsorbs and removes the nonmetallic basic gas.
(3) The exhaust gas treatment apparatus according to
(4) The exhaust gas treatment according to any one of
(5) An exhaust gas treatment method for treating an exhaust gas containing at least a metal basic gas, wherein the metal basic gas in the exhaust gas is brought into contact with a first detoxifying agent, and the generated metal oxide is removed from the first detoxifying agent. An exhaust gas treatment method in which, after adsorbing and removing with an agent, the exhaust gas is brought into contact with a second detoxifying agent to adsorb and remove nonmetallic basic gas from the exhaust gas.
(6) An exhaust gas treatment method for treating an exhaust gas containing an organometallic compound and a metal basic gas, wherein an oxidation gas is added to the exhaust gas to oxidize the organometallic compound, and the powder containing the generated metal oxide The first treatment that collects and removes the body from the exhaust gas, and the metal basic gas in the exhaust gas is brought into contact with the first detoxifying agent, and the generated metal oxide is adsorbed and removed by the first detoxifying agent. Then, the exhaust gas treatment method includes a second treatment in which the exhaust gas is brought into contact with a second detoxifying agent to adsorb and remove the nonmetallic basic gas from the exhaust gas.
本発明の排ガス処理装置及び排ガス処理方法は、デバイス製造装置から排出される、少なくとも金属塩基性ガスを含む排ガスを安全に除害処理することができる。 The exhaust gas treatment apparatus and the exhaust gas treatment method of the present invention can safely perform detoxification treatment of exhaust gas containing at least a metal basic gas discharged from a device manufacturing apparatus.
以下、本発明を適用した一実施形態である排ガス処理装置の構成について、その運転方法(すなわち、排ガス処理方法)とともに図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 Hereinafter, the configuration of an exhaust gas treatment apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail together with the operation method (that is, the exhaust gas treatment method) with reference to the drawings. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent.
<排ガス処理装置>
先ず、本実施形態の一実施形態である排ガス処理装置の構成について説明する。
図1は、本実施形態の排ガス処理装置1の構成の一例を示す系統図である。図1に示すように、本実施形態の排ガス処理装置1は、酸化部2、捕集部3、第1処理部4、及び第2処理部5を備えて概略構成されている。また、排ガス処理装置1は、チャンバ11及び真空ポンプ12を備えるデバイス製造装置10の後段(二次側)に設けられている。すなわち、排ガス処理装置1は、チャンバ11内に有機金属化合物と金属塩基性ガスとを供給して成膜した後に真空ポンプ12によってデバイス製造装置10の後段に排出された、上記有機金属化合物及び金属塩基性ガスを含む排ガスを除害処理して無害化するための装置である。
<Exhaust gas treatment equipment>
First, the configuration of an exhaust gas treatment apparatus that is one embodiment of the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a system diagram showing an example of the configuration of the exhaust
除害対象となる有機金属化合物としては、デバイス製造装置10で用いられる原料ガスであれば、特に限定されるものではないが、例えば、TMA(トリメチルアルミニウム)、TEA(トリエチルアルミニウム)等が挙げられる。また、有機金属化合物として、これらのうちのいずれか1種を単独で用いてもよいし、2種以上のガスを混合して用いてもよい。
The organometallic compound to be removed is not particularly limited as long as it is a raw material gas used in the
金属塩基性ガスとしては、特に限定されるものではないが、例えば、TDMAT(テトラキスジメチルアミノチタニウム)、TEMAT(テトラキスエチルメチルアミノチタニウム)、TDMAH(テトラキスジメチルアミノハフニウム)、TEMAH(テトラキスエチルメチルアミノハフニウム)、TDEAH(テトラキスジメチルアミノハフニウム)、TEMAZ(テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム)、TBTDET(ターシャリーブチルイミドトリスジメチルアミノタンタリウム)、PDMAT(ペンタキスジメチルアミノタンタリウム)、AHEAD(ヘキサキスエチルアミノジシラン)、3DMAS(トリスジメチルアミノシラン)、4DMAS(テトラキスジメチルアミノシラン)等が挙げられる。また、金属塩基性ガスとして、これらの群のうちのいずれか1種を単独で用いてもよいし、2種以上のガスを混合して用いてもよい。 The metal basic gas is not particularly limited, and examples thereof include TDMAT (tetrakisdimethylaminotitanium), TEMAT (tetrakisethylmethylaminotitanium), TDMAH (tetrakisdimethylaminohafnium), and TEMAH (tetrakisethylmethylaminohafnium). ), TDEAH (tetrakisdimethylaminohafnium), TEMAZ (tetrakisethylmethylaminozirconium), TBTDET (tertiary butylimido trisdimethylamino tantalum), PDMAT (pentakisdimethylamino tantalum), AHEAD (hexakisethylaminodisilane) 3DMAS (trisdimethylaminosilane), 4DMAS (tetrakisdimethylaminosilane) and the like. In addition, as the metal basic gas, any one of these groups may be used alone, or two or more gases may be mixed and used.
酸化部2は、排ガス中に酸化ガスを添加し、当該排ガス中の有機金属化合物と酸化ガスとを混合して酸化処理するために設けられている。酸化ガスとしては、特に限定されるものではないが、例えば、酸素、空気、又は酸素富化空気等が挙げられる。
The
捕集部3は、酸化部2において有機金属化合物が酸化処理された際に生成する金属酸化物(例えば、酸化アルミニウム等)の微粒子を捕集して除去するために、上記酸化部2の直後(二次側)に設けられている。捕集部3としては、金属酸化物の微粒子を捕集して除去可能であれば、特に限定されるものではなく、例えば、PALL製PFT30型(商品名「ポリファインII」)等のフィルターが挙げられる。
The
第1処理部4は、金属塩基性ガスを除害するために設けられている。なお、本実施形態では、第1処理部4が、酸化部2及び捕集部3の後段(二次側)に設けられた構成について説明する。本実施形態の排ガス処理装置1では、排ガス中に含まれる金属塩基性ガスは、酸化部2及び捕集部3では除去されずに、後段に設けられた第1処理部4に到達する。
The 1st process part 4 is provided in order to remove a metal basic gas. In the present embodiment, a configuration in which the first processing unit 4 is provided in the subsequent stage (secondary side) of the
第1処理部4は、排ガス中に含まれる金属塩基性ガスを分解し、生成する金属酸化物を吸着除去する第1除害剤を含んでいる。第1除害剤としては、上述した金属塩基性ガスを分解するとともに、その際に生成する金属酸化物を吸着除去できる触媒酸化剤であれば、特に限定されるものではない。このような触媒酸化剤としては、具体的には、例えば、硫酸鉄(FeSO4)を添着した活性炭等が挙げられる。 The 1st process part 4 contains the 1st detoxifier which decomposes | disassembles the metal basic gas contained in waste gas, and adsorbs and removes the metal oxide to produce | generate. The first detoxifying agent is not particularly limited as long as it is a catalytic oxidizing agent that decomposes the above-described metal basic gas and can adsorb and remove the metal oxide generated at that time. Specific examples of such a catalyst oxidizing agent include activated carbon impregnated with iron sulfate (FeSO 4 ).
第2処理部5は、非金属塩基性ガスを除害するために、第1処理部4の後段(二次側)に設けられている。なお、本実施形態では、デバイス製造装置10からの排ガス中に、非塩基性ガスが含まれていない場合について説明する。本実施形態の排ガス処理装置1では、第1処理部4において排ガス中に含まれる金属塩基性ガスを分解した際に、金属酸化物とともに非金属塩基性ガスが生成する。生成した非金属塩基性ガスは、第1処理部4では除去されずに、排ガス中に含まれた状態で第2処理部5に到達する。
The
非金属塩基性ガスとしては、特に限定されるものではないが、例えば、MMA(モノメチルアミン)、MEA(モノエチルアミン)、DMA(ジメチルアミン)、MEA(メチルエチルアミン)、DEA(ジエチルアミン)、NH3(アンモニア)等が挙げられる。また、非金属塩基性ガスとしては、これらの群のうちのいずれか1種が単独で含まれていてもよいし、2種以上のガスが混合して含まれていてもよい。 The non-metallic basic gas, but are not particularly limited, for example, MMA (monomethylamine), MEA (mono ethyl amine), DMA (dimethylamine), MEA (methyl ethyl amine), DEA (diethylamine), NH 3 (Ammonia) and the like. Moreover, as a nonmetallic basic gas, any 1 type in these groups may be contained independently, and 2 or more types of gas may be mixed and contained.
第2処理部5は、排ガス中に含まれる非金属塩基性ガスを吸着除去する第2除害剤を含んでいる。第2除害剤としては、上述した非金属塩基性ガスを吸着除去できる化学吸着剤であれば、特に限定されるものではない。このような化学吸着剤としては、具体的には、例えば、HPO3を添着した活性炭、銀を添着した鉄マンガン酸化物、及び硫酸鉄(FeSO4)等が挙げられる。また、化学吸着剤としては、これらの群のうちのいずれか1種を単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
The
<排ガス処理方法>
次に、本実施形態の排ガス処理方法(すなわち、上述した排ガス処理装置1の運転方法)の一例について説明する。
本実施形態における排ガス処理方法は、有機金属化合物と金属塩基性ガスとを含む排ガスを処理する排ガス処理方法であり、排ガスに酸化ガスを添加して有機金属化合物を酸化処理し、生成した金属酸化物を含む粉体を排ガス中から捕集除去する工程(第1処理)と、排ガス中の金属塩基性ガスを第1除害剤と接触させて、生成する金属酸化物を第1除害剤によって吸着除去した後、排ガスを第2除害剤と接触させて当該排ガス中から非金属塩基性ガスを吸着除去する工程(第2処理)とを含んで、概略構成されている。
<Exhaust gas treatment method>
Next, an example of the exhaust gas treatment method of the present embodiment (that is, the operation method of the exhaust
The exhaust gas treatment method in the present embodiment is an exhaust gas treatment method for treating an exhaust gas containing an organometallic compound and a metal basic gas. An oxidizing gas is added to the exhaust gas to oxidize the organometallic compound, and the generated metal oxide A step of collecting and removing powder containing substances from the exhaust gas (first treatment), contacting the metal basic gas in the exhaust gas with the first detoxifying agent, and generating the metal oxide to be the first detoxifying agent After the adsorption removal by the step, the process is roughly constituted including the step (second treatment) of contacting the exhaust gas with the second detoxifying agent and adsorbing and removing the nonmetallic basic gas from the exhaust gas.
(第1処理)
具体的には、先ず、図1に示すように、有機金属化合物と金属塩基性ガスとをプロセスガスとして真空蒸着チャンバ(チャンバ)11に導入する。チャンバ11に導入されたプロセスガス中の有機金属化合物と金属塩基性ガスは、成膜にサブ%程度使用された後、残り99%以上が排ガスとして真空ポンプ12によって、デバイス製造装置10の外側に排出される。次いで、デバイス製造装置10から排出された排ガスを、後段に設けられた排ガス処理装置1に導入する。ここで、排ガスの空間速度(S/V)が4000/hr以下となるように排ガス処理装置1に導入すると、効率良く除害処理することができる。
(First process)
Specifically, first, as shown in FIG. 1, an organometallic compound and a metal basic gas are introduced into a vacuum deposition chamber (chamber) 11 as process gases. The organometallic compound and the metal basic gas in the process gas introduced into the
第1処理では、先ず、排ガス処理装置1内へ導入された排ガスを、酸化部2において酸化ガスを添加して混合する。これにより、排ガス中の不安定な有機金属化合物が酸化されて金属酸化物の微粒子になる。これに対して、排ガス中の金属塩基性ガスは比較的安定なため、酸化ガスによって酸化、粒子化されない。
In the first treatment, first, the exhaust gas introduced into the exhaust
排ガスへの酸化ガスの添加量としては、例えば、金属塩基性ガスの流量(L/min)に対して200倍以上の流量の酸化ガスを混合すると、効率良く除害処理することができる。また、排ガスの総量に対して金属塩基性ガスの総濃度が1%を超える場合には、総濃度が1%以下になるように排ガスに酸化剤を添加して混合することにより、吸着剤の異常発熱を抑制することができる。さらに、有機金属化合物が酸化される際の副生成物であるメタン(CH4)が、爆発下限の濃度の1/2未満となるまで希釈できるように酸化ガスを混合することが好ましい。 As the amount of the oxidizing gas added to the exhaust gas, for example, when an oxidizing gas having a flow rate of 200 times or more with respect to the flow rate (L / min) of the metal basic gas is mixed, the detoxification treatment can be performed efficiently. In addition, when the total concentration of the metal basic gas exceeds 1% with respect to the total amount of exhaust gas, the oxidant is added to and mixed with the exhaust gas so that the total concentration becomes 1% or less. Abnormal heat generation can be suppressed. Furthermore, it is preferable to mix the oxidizing gas so that methane (CH 4 ), which is a by-product when the organometallic compound is oxidized, can be diluted to less than half the concentration at the lower limit of explosion.
次に、捕集部3において、酸化部2で生成した金属酸化物の微粒子を捕集、除去する。以上のように、第1処理によって、排ガス中から有機金属化合物を除害することができる。なお、排ガス中に含まれる金属塩基性ガスは、酸化部2及び捕集部3を通り抜ける。
Next, in the
(第2処理)
第2処理では、先ず、第1処理後の排ガスを第1処理部4に導入する。この第1処理部4では、捕集部3のフィルターを通りに抜けた排ガス中の金属塩基性ガスが触媒酸化剤(第1除害剤)との反応で分解して、金属酸化物と非金属塩基性ガスとが生成し、金属酸化物が吸着除去される。また、副生した非金属塩基性ガスは第1処理部4では除去されずに、排ガス中に含まれて第2処理部5に送られる。
(Second process)
In the second process, first, the exhaust gas after the first process is introduced into the first processing unit 4. In the first processing unit 4, the metal basic gas in the exhaust gas that has passed through the filter of the
次に、第2処理部5において、第1処理部で副生した非金属塩基性ガスを化学吸着剤(第2除害剤)によって吸着除去する。以上のように、第2処理によって、排ガス中から金属塩基性ガスと、副生する非金属塩基性ガスとを除害することができる。
すなわち、本実施形態の排ガス処理方法によれば、上述した第1処理及び第2処理によって、排ガス中に含まれる、有機金属化合物、金属塩基性ガス、及び副生する非金属塩基性ガスを安全に除害処理することができる。
Next, in the
That is, according to the exhaust gas treatment method of the present embodiment, the organic metal compound, the metal basic gas, and the by-product non-metal basic gas contained in the exhaust gas are safely removed by the first treatment and the second treatment described above. Can be detoxified.
以上説明したように、本実施形態の排ガス処理装置1によれば、酸化ガスを添加して有機金属化合物を酸化処理する酸化部2と、上記酸化部2の直後に設けられ、金属酸化物を捕集して除去する捕集部3と、金属塩基性ガスを分解し、生成する金属酸化物を吸着除去する触媒酸化剤(第1除害剤)を含む第1処理部4と、上記第1処理部4の二次側に設けられ、第1処理部4で副生する非金属塩基性ガスを吸着除去する化学吸着剤(第2除害剤)を含む第2処理部5と、を備える構成であるため、排ガス中に含まれる、有機金属化合物、金属塩基性ガス、及び副生する非金属塩基性ガスを当該排ガス中から安全に除害処理することができる。
As described above, according to the exhaust
また、本実施形態の排ガス処理方法によれば、排ガスに酸化ガスを添加して有機金属化合物を酸化処理し、生成した金属酸化物を含む粉体を排ガス中から捕集除去する第1処理と、第1処理後の排ガス中の金属塩基性ガスを第1除害剤と接触させて、生成した金属酸化物を上記第1除害剤によって吸着除去した後、排ガスを第2除害剤と接触させて当該排ガス中から副生した非金属塩基性ガスを吸着除去する第2処理と、を含む構成であるため、排ガス中に含まれる、有機金属化合物、金属塩基性ガス、及び副生する非金属塩基性ガスを当該排ガス中から安全に除害処理することができる。 In addition, according to the exhaust gas treatment method of the present embodiment, the first treatment of adding an oxidizing gas to the exhaust gas to oxidize the organometallic compound, and collecting and removing the generated metal oxide-containing powder from the exhaust gas, The metal basic gas in the exhaust gas after the first treatment is brought into contact with the first detoxifying agent, and the generated metal oxide is adsorbed and removed by the first detoxifying agent, and then the exhaust gas is combined with the second detoxifying agent. And a second treatment for adsorbing and removing the non-metallic basic gas produced as a by-product from the exhaust gas by contact with the organic metal compound, the metal basic gas, and the by-product contained in the exhaust gas. Nonmetallic basic gas can be safely removed from the exhaust gas.
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態の排ガス処理装置1及び排ガス処理方法では、デバイス製造装置10から排出される排ガス中に有機金属化合物及び金属塩基性ガスを含む場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図2に示すように、有機金属化合物、金属塩基性ガス及び非金属塩基性ガスをプロセスガスとしてチャンバ11に導入するとともに、デバイス製造装置10から排出される排ガス中に上記金属塩基性ガス及び非金属塩基性ガスが含まれる構成であってもよい。なお、除害処理対象となる排ガス中に最初から非金属塩基性ガスが含まれる場合であっても、排ガス処理装置1の構成、及び排ガス処理方法の構成は、上述した実施形態と同様である。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the exhaust
また、上述した実施形態では、酸化部2及び捕集部3を第1処理部4及び第2処理部5の前段(一次側)に設けて、排ガス中の有機金属化合物を除害する第1処理後に、金属塩基性ガスを除害する第2処理を行う構成について説明したが、酸化部2の直後に捕集部3が設けられるとともに、第1処理部4の後段に第2処理部5が設けられていれば、これに限定されるものではない。具体的には、例えば、酸化部2及び捕集部3が、第1処理部4と第2処理部5との間に設けられた排ガス処理装置であってもよいし、酸化部2及び捕集部3が第2処理部5の後段に設けられた排ガス処理装置であってもよい。
Moreover, in embodiment mentioned above, the
また、本発明の排ガス処理装置及び排ガス処理方法によれば、排ガス中には少なくとも金属塩基性ガスが含まれていればよく、第1処理部4と、この第1処理部4の後段に第2処理部5とが設けられた排ガス処理装置を用いて、排ガス中から金属塩基性ガスと、副生した非金属塩基性ガスとを除害処理することができればよい。
Further, according to the exhaust gas treatment apparatus and the exhaust gas treatment method of the present invention, it is sufficient that at least the metal basic gas is contained in the exhaust gas, and the first treatment unit 4 and the first treatment unit 4 are arranged in the second stage. It is only necessary that the metal basic gas and the non-metal basic gas produced as a by-product can be detoxified from the exhaust gas by using the exhaust gas processing apparatus provided with the two
以下、具体例を示す。
(実施例1)
図1に示す、本発明の排ガス処理装置1を用いて、排ガスの除害処理を行った。
具体的には、先ず、有機金属(トリメチルアルミニウム、(CH3)3Al)と金属塩基性ガス(テトラキスジメチルアミノチタニウム、TDMAT)をプロセスガスとして真空蒸着チャンバ11に導入した。チャンバ11に導入された有機金属(トリメチルアルミニウム)と金属塩基性ガス(TDMAT)は、成膜にサブ%程度が使用された後、残り99%以上が真空ポンプ12によって、デバイス製造装置10から排ガスとして排出され、これを排ガス処理装置1に導入した。
Specific examples are shown below.
Example 1
Exhaust gas detoxification treatment was performed using the exhaust
Specifically, first, an organic metal (trimethylaluminum, (CH 3 ) 3 Al) and a metal basic gas (tetrakisdimethylaminotitanium, TDMAT) were introduced into the
次に、排ガス処理装置1に導入した排ガスに、酸化部102において酸化ガス(空気またはO2)を供給して混合した。これにより、下記反応式に示すように、排ガス中の有機金属(トリメチルアルミニウム)は、酸化されて金属酸化物(Al2O3)の微粒子となった。一方、排ガス中の金属塩基性ガス(TDMAT)は、酸化ガス(空気またはO2)によって酸化されなかった。
「トリメチルアルミニウムの酸化反応」
(CH3)3AL+O2→AL2O3+CH4
Next, the oxidizing gas (air or O 2 ) was supplied to and mixed with the exhaust gas introduced into the exhaust
"Oxidation reaction of trimethylaluminum"
(CH 3 ) 3 AL + O 2 → AL 2 O 3 + CH 4
次に、生成した金属酸化物(Al2O3)の微粒子を捕集部3のフィルターで捕集除去した。次いで、捕集部3のフィルターを通りに抜けた金属塩基性ガス(TDMAT)を含む排ガスを第1処理部4に導入した。この第1処理部4において、金属塩基性ガス(TDMAT)を触媒酸化剤である硫酸鉄(FeSO4)との反応で分解し、生成した金属酸化物(酸化チタン、TiO2)を当該触媒酸化剤によって吸着除去した(下記反応式を参照)。
「TDMATの酸化反応」
(CH3)2N[N(CH3)2]3Ti+O2→TiO2+(CH3)2NH
Next, the generated metal oxide (Al 2 O 3 ) fine particles were collected and removed by the filter of the
"The oxidation reaction of TDMAT"
(CH 3 ) 2 N [N (CH 3 ) 2 ] 3 Ti + O 2 → TiO 2 + (CH 3 ) 2 NH
次に、第1処理部4で副生した非金属塩基性ガス(ジメチルアミン、(CH3)2NH)を含む排ガスを第2処理部5に導入した。この第2処理部5において、非金属塩基性ガス(ジメチルアミン、(CH3)2NH)を化学吸着剤であるリン酸(HPO3)を添着した活性炭と反応させて化学吸着することにより、排ガス中の有害成分を除害することができた。
Next, exhaust gas containing a nonmetallic basic gas (dimethylamine, (CH 3 ) 2 NH) by-produced in the first processing unit 4 was introduced into the
したがって、本発明の排ガス処理装置1によれば、酸化部2及びその直後に設けた捕集部3によって排ガス中に含まれる有機金属(トリメチルアルミニウム、(CH3)3Al)を、第1処理部4及びその後段に設けた第2処理部5によって排ガス中に含まれる金属塩基性ガス(TDMAT)と、副生する非金属塩基性ガス(ジメチルアミン、(CH3)2NH)とを、安全に除害処理することができた。
Therefore, according to the exhaust
(実施例2)
図2に示す、本発明の排ガス処理装置1を用いて、排ガスの除害処理を行った。
具体的には、先ず、有機金属(トリメチルアルミニウム、(CH3)3Al)、金属塩基性ガス(テトラキスジメチルアミノチタニウム、TDMAT)、及び非金属塩基性ガス(ジメチルアミン、(CH3)2NH)をプロセスガスとして真空蒸着チャンバ11に導入した。チャンバ11に導入された有機金属(トリメチルアルミニウム)、金属塩基性ガス(TDMAT)、及び非金属塩基性ガス(ジメチルアミン、(CH3)2NH)は、成膜にサブ%程度が使用された後、残り99%以上が真空ポンプ12によって、デバイス製造装置10から排ガスとして排出され、これを排ガス処理装置1に導入した。
(Example 2)
Exhaust gas detoxification treatment was performed using the exhaust
Specifically, first, an organic metal (trimethylaluminum, (CH 3 ) 3 Al), a metal basic gas (tetrakisdimethylaminotitanium, TDMAT), and a nonmetal basic gas (dimethylamine, (CH 3 ) 2 NH ) Was introduced into the
次に、排ガス処理装置1に導入した排ガスに、酸化部102において酸化ガス(空気またはO2)を供給して混合した。これにより、下記反応式に示すように、排ガス中の有機金属(トリメチルアルミニウム)は、酸化されて金属酸化物(Al2O3)の微粒子となった。一方、排ガス中の金属塩基性ガス(TDMAT)及び非金属塩基性ガス(ジメチルアミン、(CH3)2NH)は、酸化ガス(空気またはO2)によって酸化されなかった。
「トリメチルアルミニウムの酸化反応」
(CH3)3AL+O2→AL2O3+CH4
Next, the oxidizing gas (air or O 2 ) was supplied to and mixed with the exhaust gas introduced into the exhaust
"Oxidation reaction of trimethylaluminum"
(CH 3 ) 3 AL + O 2 → AL 2 O 3 + CH 4
次に、生成した金属酸化物(Al2O3)の微粒子を捕集部3のフィルターで捕集除去した。次いで、捕集部3のフィルターを通りに抜けた金属塩基性ガス(TDMAT)及び非金属塩基性ガス(ジメチルアミン、(CH3)2NH)を含む排ガスを第1処理部4に導入した。この第1処理部4において、金属塩基性ガス(TDMAT)を触媒酸化剤である硫酸鉄(FeSO4)との反応で分解し、生成した金属酸化物(酸化チタン、TiO2)を当該触媒酸化剤によって吸着除去した(下記反応式を参照)。
「TDMATの酸化反応」
(CH3)2N[N(CH3)2]3Ti+O2→TiO2+(CH3)2NH
Next, the generated metal oxide (Al 2 O 3 ) fine particles were collected and removed by the filter of the
"The oxidation reaction of TDMAT"
(CH 3 ) 2 N [N (CH 3 ) 2 ] 3 Ti + O 2 → TiO 2 + (CH 3 ) 2 NH
次に、元から排ガス中に含まれるとともに、第1処理部4で副生した非金属塩基性ガス(ジメチルアミン、(CH3)2NH)を含む排ガスを第2処理部5に導入した。この第2処理部5において、非金属塩基性ガス(ジメチルアミン、(CH3)2NH)を化学吸着剤であるリン酸(HPO3)を添着した活性炭と反応させて化学吸着することにより、排ガス中の有害成分を除害することができた。
Next, exhaust gas containing non-metal basic gas (dimethylamine, (CH 3 ) 2 NH), which was originally contained in the exhaust gas and by-produced in the first processing unit 4, was introduced into the
したがって、本発明の排ガス処理装置1によれば、酸化部2及びその直後に設けた捕集部3によって有機金属(トリメチルアルミニウム、(CH3)3Al)を、第1処理部4及びその後段に設けた第2処理部5によって金属塩基性ガス(TDMAT)及び非金属塩基性ガス(ジメチルアミン、(CH3)2NH)を、安全に除害処理することができた。
Therefore, according to the exhaust
(比較例1)
図3に示す、従来の除害処理装置101を用いて、排ガスの除害処理を行った。
具体的には、先ず、有機金属(トリメチルアルミニウム、(CH3)3Al)と金属塩基性ガス(テトラキスジメチルアミノチタニウム、TDMAT)をプロセスガスとして真空蒸着チャンバ11に導入した。チャンバ11に導入された有機金属(トリメチルアルミニウム)と金属塩基性ガス(TDMAT)は、成膜にサブ%程度が使用された後、残り99%以上が真空ポンプ12によって、デバイス製造装置10から排ガスとして排出され、これを除害処理装置101に導入した。
(Comparative Example 1)
Exhaust gas detoxification treatment was performed using a conventional
Specifically, first, an organic metal (trimethylaluminum, (CH 3 ) 3 Al) and a metal basic gas (tetrakisdimethylaminotitanium, TDMAT) were introduced into the
次に、除害処理装置101に導入した排ガスに、酸化部102において酸化ガス(空気またはO2)を供給して混合した。これにより、下記反応式に示すように、排ガス中の有機金属(トリメチルアルミニウム)は、酸化されて金属酸化物(Al2O3)の微粒子となった。一方、排ガス中の金属塩基性ガス(TDMAT)は、酸化ガス(空気またはO2)によって酸化されなかった。
「トリメチルアルミニウムの酸化反応」
(CH3)3AL+O2→AL2O3+CH4
Next, the oxidizing gas (air or O 2 ) was supplied to the exhaust gas introduced into the
"Oxidation reaction of trimethylaluminum"
(CH 3 ) 3 AL + O 2 → AL 2 O 3 + CH 4
次に、生成した金属酸化物(Al2O3)の微粒子を捕集部103のフィルターで捕集除去した。次いで、捕集部103のフィルターを通りに抜けた金属塩基性ガス(TDMAT)を含む排ガスを第1処理部104に導入した。この第1処理部104において、金属塩基性ガス(TDMAT)を触媒酸化剤との反応で分解し、生成した金属酸化物(酸化チタン、TiO2)を捕集部103’によって捕集除去した(下記反応式を参照)。
「TDMATの酸化反応」
(CH3)2N[N(CH3)2]3Ti+O2→TiO2+(CH3)2NH
Next, the generated metal oxide (Al 2 O 3 ) fine particles were collected and removed by the filter of the
"The oxidation reaction of TDMAT"
(CH 3 ) 2 N [N (CH 3 ) 2 ] 3 Ti + O 2 → TiO 2 + (CH 3 ) 2 NH
しかしながら、第1処理部104で副生した非金属塩基性ガス(ジメチルアミン、(CH3)2NH)は、捕集部103’のフィルターでは捕集除去できずに通過してしまい、有害な非金属塩基性ガス(ジメチルアミン)が系外に放出された。
However, the non-metallic basic gas (dimethylamine, (CH 3 ) 2 NH) by-produced in the
したがって、従来の除害装置101では、排ガス中に含まれる有機金属(トリメチルアルミニウム、(CH3)3Al)と金属塩基性ガス(TDMAT)については安全に除害処理できるが、金属塩基性ガスを分解処理する際に副生する非金属塩基性ガス(ジメチルアミン、(CH3)2NH)を安全に除害処理できないことがわかった。
Therefore, in the
(比較例2)
図4に示す、従来の除害装置201を用いて排ガスの除害処理を行った。
具体的には、先ず、有機金属(トリメチルアルミニウム、(CH3)3Al)と金属塩基性ガス(テトラキスジメチルアミノチタニウム、TDMAT)をプロセスガスとして真空蒸着チャンバ11に導入した。チャンバ11に導入された有機金属(トリメチルアルミニウム)と金属塩基性ガス(TDMAT)は、成膜にサブ%程度が使用された後、残り99%以上が真空ポンプ12によって、デバイス製造装置10から排ガスとして排出され、これ除害処理装置201の第1処理部204に導入した。
(Comparative Example 2)
Exhaust gas detoxification treatment was performed using a
Specifically, first, an organic metal (trimethylaluminum, (CH 3 ) 3 Al) and a metal basic gas (tetrakisdimethylaminotitanium, TDMAT) were introduced into the
除害処理装置201の第1処理部204に導入された排ガス中の有機金属(トリメチルアルミニウム、(CH3)3Al)の一部と金属塩基性ガス(TDMAT)は除害処理されるものの、副生した非金属塩基性ガス(ジメチルアミン、(CH3)2NH)が系外に放出された。
Although a part of the organic metal (trimethylaluminum, (CH 3 ) 3 Al) and the metal basic gas (TDMAT) in the exhaust gas introduced into the
したがって、従来の除害装置201では、排ガス中に含まれる有機金属(トリメチルアルミニウム、(CH3)3Al)の一部と、金属塩基性ガス(TDMAT)については安全に除害処理できるが、金属塩基性ガスを分解処理する際に副生する非金属塩基性ガス(ジメチルアミン、(CH3)2NH)を安全に除害処理できないことがわかった。
Therefore, in the
1・・・排ガス処理装置
2・・・酸化部
3・・・捕集部
4・・・第1処理部
5・・・第2処理部
10・・・デバイス製造装置
11・・・チャンバ
12・・・真空ポンプ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
酸化ガスを添加して有機金属化合物を酸化処理する酸化部と、
前記酸化部の直後に設けられ、金属酸化物を捕集して除去する捕集部と、
金属塩基性ガスを分解し、生成する金属酸化物を吸着除去する第1除害剤を含む第1処理部と、
前記第1処理部の二次側に設けられ、非金属塩基性ガスを吸着除去する第2除害剤を含む第2処理部と、を備える排ガス処理装置。 An exhaust gas treatment apparatus for treating exhaust gas containing an organometallic compound and a metal basic gas,
An oxidation part for oxidizing the organometallic compound by adding an oxidizing gas;
A collection unit provided immediately after the oxidation unit to collect and remove the metal oxide;
A first treatment unit including a first detoxifying agent for decomposing a metal basic gas and adsorbing and removing a metal oxide produced;
An exhaust gas treatment apparatus comprising: a second treatment unit that is provided on the secondary side of the first treatment unit and includes a second detoxifying agent that adsorbs and removes the nonmetallic basic gas.
排ガスに酸化ガスを添加して有機金属化合物を酸化処理し、生成した金属酸化物を含む粉体を前記排ガス中から捕集除去する、第1処理と、
排ガス中の金属塩基性ガスを第1除害剤と接触させて、生成する金属酸化物を前記第1除害剤によって吸着除去した後、前記排ガスを第2除害剤と接触させて当該排ガス中から非金属塩基性ガスを吸着除去する、第2処理と、を含む、排ガス処理方法。 An exhaust gas treatment method for treating exhaust gas containing an organometallic compound and a metal basic gas,
A first treatment for adding an oxidizing gas to the exhaust gas to oxidize the organometallic compound and collecting and removing the generated metal oxide-containing powder from the exhaust gas;
After contacting the metal basic gas in the exhaust gas with the first detoxifying agent and adsorbing and removing the generated metal oxide with the first detoxifying agent, the exhaust gas is brought into contact with the second detoxifying agent and the exhaust gas An exhaust gas treatment method comprising: a second treatment that adsorbs and removes a nonmetallic basic gas from the inside.
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