KR0173468B1

KR0173468B1 - ClF3를 함유한 폐가스 처리방법

Info

Publication number: KR0173468B1
Application number: KR1019910001845A
Authority: KR
Inventors: 요이찌 모리
Original assignee: 후지무라 히로유끼; 가부시끼 가이샤 에바라 세이사꾸쇼; 야마구찌 게이; 가부시끼 가이샤 에바라 소오고오 겐규쇼
Priority date: 1990-02-05
Filing date: 1991-02-04
Publication date: 1999-02-18
Also published as: DE69102294T2; DE69102294D1; US5094825A; EP0441236B1; EP0441236A1; KR910015332A; JPH03229618A; JPH06177B2

Abstract

CIF₃를 함유한 폐가스를 상온에서, 선속도 약 10 내지 200cm/min에서 거의 산화제2철(III) (Fe₂O₃)로 이루어진 철산화물과 접촉시키거나, 또는 상기와 동일한 선속도 및 온도에서 알칼리계와 추가 접촉시켜 처리함으로써, CIF₃의 함량을 산성가스가 동시에 방출함에도 불구하고, 허용수준이하로 감소시킬 수 있고, 공존하는 산성가스를 효율적으로 제거할 수 있다.

Description

CIF3를 함유한 폐가스 처리방법

본 발명은 CIF₃를 함유하는 폐가스의 처리방법에 관한 것이다.

더욱 상세히는, 본 발명은 반도체 장치제작에 있어서, 제조장치와 관련되는 지그의 내표면을 CIF₃로 건식 세정하는 단계에서 발생하는 폐가스를 CIF₃뿐만 아니라 SiCl₄, SiF₄, Cl₂와 F₂를 포함하는 산성가스를 제거함으로써 무해하게 하는 방법에 관한 것이다.

VLSI의 특정크기를 감소시키고 이들의 제조효율을 개선하고자 하는 근래의 요구에 부응하기 위해서, 반도체 장치를 제작하는데 있어 관련되는 지그 뿐만 아니라, CVD와 PVD장치의 내표면의 자동 세척의 필요성이 커지고 있다. 이런 관점에서, CIF₃의 효용성은 저농도 및 저온도에서 무플라즈마 세정이 가능하기 때문에, 제조업자들의 관심을 끌어 왔다. 그러나, CIF₃는 독성이 매우 높으므로(TLV-TWA = 0.1ppm), CIF₃를 무해하게 하는 방법을 확립하는 것이 강하게 요구되고 있다. CIF₃를 무해하게 만드는 통상의 방법에는 수용성 알칼리 용액을 넣은 세정기를 사용하는 습식계와 소오다 석회나 활성 알루미나를 사용하는 건식계가 있다.

종래 기술에서는 CIF₃가 알칼리제나 활성 알루미나와 같은 처리제의 단일 사용에 의해서는 완전히 제거되지 않는다. 이 밖에도, 사용된 처리제와의 반응에서 염소 산화물이 방출된다. 또한, CIF₃와 함께 배출된 SiC1₄, SiF₄, CI₂와 F₂같은 산성가스는 단지 부분적으로만 제거될 수 있거나, 또는 매우 소량만이 제거될 수 있다.

본 발명의 목적은 산성가스가 동시에 방출함에도 불구하고, CIF₃의 함량을 TLV-TWA 수준이하로 감소시킬 수 있고, 공존하는 산성가스를 효율적으로 제거할 수 있는, CIF₃함유 가스를 처리하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적 및 잇점에 대해서는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이면 다음에 기술하는 상세한 설명으로부터 명백하게 알 수 있을 것이다.

본 발명이 제1실시형태는 CIF₃를 함유하는 폐가스를 산화철과 상온에서 접촉시킴으로써 본 목적을 달성하는 것이다.

본 발명의 제2실시형태는 CIF₃를 함유하는 폐가스를 상온에서 산화철과 먼저 접촉시킨 후, 다음에 알칼리제와 접촉시킴으로써 본 목적을 달성하는 것이다. 이 제2실시형태에 있어서, CIF₃뿐만 아니라 SiC1₄, SiF₄, Cl₂와 F₂와 같은 산성가스를 함유하는 폐가스를 하기 특정 방법으로 본 발명에 따라 처리한다: 먼저, 폐가스를 상온에서 산화철과 접족시켜서 폐가스내의 CIF₃를 철 불화물 또는 철 염화물로서 산화철 표면상에 고착시키고, 다음으로, 부산물로서 방출된 기체 불화물과 염화물을 알칼리제에 의해 제거시켜 폐가스를 무해화 시킨다.

CIF₃를 함유하는 폐가스가 산화철과 접촉된 경우에는, CIF₃는 철 불화물 또는 철 염화물로서 산화철 표면상에 고착된다. CIF₃와 산화철간의 반응을 예로 들면 다음과 같다:

3CIF₃+ 2Fe₂O₃→ 3FeF₃+ FeC1₃+ 3O₂

CIF₃가 FeF₃와 FeC1₃로서 산화철 표면상에 고착될 때, 예로서, CIO₂, FO₂, HCl, HF등이 방출된다. 이들 기체 성분들은 알칼리제와의 접촉을 통한 중화반응에 의해 제거된다. 폐가스내 다른 산성 가스들은 단지 산화철과의 접촉만으로 플루오르화 불화물과 철 염화물로서 거의 고착될 수 있다.

본 발명에서 사용되는 산화철은, 그것이 실제로 산화제2철(Fe₂O₃)로 이루어진 것인한, 모든 통상의 시판품이 사용될 수 있다. 또한, 이 산화철은 과립상, 로드형, 튜브형이거나 또는 조작이 용이하고 특별히 높은 순도를 갖도록 특정방법으로 처리 또는 가공할 필요가 없는 형태이면 어느 형태나 가능하다.

본 발명에서 사용되는 알칼리제는 수산화칼슘, 산화칼슘, 수산화마그네슘 또는 산화마그네숨중에서 선택된 하나이상의 알칼리토금속 화합물이 바람직하다. 알칼리제의 형태는 어떤 특정 형태로 제한되는 것은 아니다.

폐가스의 통과시, 바람직하지 않은 고압력 손실이 일어나지 않는 조건하에, 이들 처리제 입자들은 넓은 접촉면을 보장하기 위해, 가능한 한 작은 것이 바람직하며, 대략 3내지 32메쉬가 바람직하고, 대략 7 내지 16메쉬가 더욱 바람직하다.

폐가스는 상온에서 처리할 필요가 있으며, 고온을 사용하는 것은 재료와 장치의 구조물을 내 열성으로 만들 필요가 있다는 점에서 비경제적 이다.

폐가스가 선 속도(CV) 약 10 내지 200cm/분, 바람직하게는 약 10 내지 100cm/분에서 상기 처리제에 통과하도록 하여, 상기 폐가스와 상기 처리제간의 접촉이 이루어지도록 한다.

실제로는 컬럼에 처리제(산화철과 알칼리제)를 처리할 폐가스의 하중에 따라 특정량으로, 두단계로 충전한 다음; 폐가스를 컬럼에 상방향으로 또는 하방향으로 공급하여, 폐가스가 먼저 산화철과 접촉된 다음, 알칼리제와 접촉되게 한다.

[실시예]

다음 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 제공한 것이며, 본 발명이 이들 실시예로 제한되는 것은 아니다.

[실시예 1과 비교예 1 내지 3]

폴리아크릴 용기(40mm φ )를 높이 50mm까지 4종의 다른 처리제로 패킹한 다음, 상온에서 유출속도 0.3ℓ/분(LV=약 24cm/분)에서 N₂로 희석한 CIF₃(1v/v%)를 공급하였다. 배출구에서 CIF₃의 농도를 모니터하기 위해서, 염소산화물의 농도를 검출관(Gastec사 제품)으로 측정하였다. 이 처리공정은 염소산화물의 농도가 검출한계(TLV로서 0.1ppm)를 초과할 때까지 계속하고, CIF₃의 처리량은 CIF₃의 축적용적과 패킹된 각 처리제의 양으로부터 측정하였다. 이와 동시에, 각 처리제층의 배출구에서 처리공정의 부산물로서 생성되는 기체상 불화물과 염화물의 양은 알칼리 용액과 이온-교환 크로마토그래피에 의한 흡착량을 합하여 측정하였다.

사용된 처리제는 입자크기가 7내지 16메쉬인 과립상의 시판품이다.

그 결과는 표 1에 나타내었다. Fe₂O₃를 처리제로서 사용한 경우에는, 처리량이 최고(처리제 ℓ 당 CIF₃13ℓ)이었으나, 불화물과 염화물이 부산물로서 검출되었다. 비교용 처리제인, Al₂O₃, CaO·NaOH와 Ca(OH)₂은 부산물의 수율이 높고, 처리량은 낮았다.

주 : 괄호안의 숫자는 평균치이다.

[실시예 2 내지 5]

FeO의 산성가스 처리능력을 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 형태의 장치를 사용하여 측정하였다. 처리제로서 사용된 FeO의 형태도 실시예 1에서와 같은 것이었다. 각기 N로 회석(2v/v%)한 4종의 산성가스, SiC1, SiF, Cl와 F를 상온에서 유출속도 0.3ℓ/분(LV=약 24cm/분)로 장치에 개별적으로 공급하였다. 이 처리공정은 이들 가스가 장치의 배출구에서 검출관으로 검출될 때까지 계속하는데, SiC1, SiF, Cl와 F의 검출한계는 각각 HCl로서 5ppm, HF로서 3ppm, 1ppm 및 1ppm이었다.

이들의 처리량은 유입가스의 축적 용적으로부터 측정하였다. 결과는 표 2에 나타내었다. 이 표에서 4종의 산성가스는 시험조건하에 FeO를 사용하여 제거할 수 있다는 것이 입증되었다.

[실시예 6]

폴리아크릴 용기(40mm φ )를 두 단으로 나누어, 한 단은 FeO를 200mm의 높이로 패킹하고, 다른 한 단은 Ca(OH)를 500mm의 높이로 패킹하였다. 사용된 FeO와 Ca(OH)의 형태는 각기 실시예1과 비교예3에서 사용한 것과 동일하였다. N로 희석한 CIF와 SiF의 가스상 혼합물을 상온에서 유출속도 0.3ℓ/분(LV=약 24cm/분)로 용기에 공급하여 먼저 FeO층을 통과시킨 후, Ca(OH)층을 통과시켰다. CIF와 SiF의 농도는 각각 용기로 주입시 1v/v%이었다.

방출된 염소 산화물, 불화물과 염화물의 양을 Ca(OH)층의 배출구에서 측정하였다. 이 처리공정은 830분동안 계속되었으며, 이들 성분들이 이들의 검출한계(CIF로서 0.1ppm)이하의 수준으로 제거된 것이 입증되었다.

본 발명에 따르면, CIF뿐만 아니라 공존하는 산성가스도 효과적으로 제거할 수 있다 또한, 본 발명의 방법에서 사용된 처리제는 장기간동안 대체할 필요가 없을 정도로 처리능이 매우 높다.

Claims

CIF₃를 함유하는 폐가스를 상온에서, 선속도 10 내지 200cm/분 에서 산화제2철(III)(Fe₂O₃)을 포함하여 이루어진 철 산화물과 접촉시키는 것을 특징으로 하는 폐가스 처리방법.
제1항에 있어서, 상기한 선속도가 10 내지 100cm/분인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기한 선속도가 24cm/분인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 가스를 철 산화물과 접촉시킨 후에, 상온에서 선속도 10 내지 200cm/분에서 수산화칼슘, 산화칼슘, 수산화마그네슘과 산화마그네슘 중에서 선택된 하나 이상의 알칼리토금속으로 이루어진 알칼리제와 접촉시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 상기한 각 단계에서의 선속도가 10 내지 1000m/분인 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 상기한 각 단계에서의 선속도가 24cm/분인 것을 특징으로 하는 방법.