KR20030001414A

KR20030001414A - 불소함유 화합물을 포함하는 배기가스의 처리방법

Info

Publication number: KR20030001414A
Application number: KR1020027013638A
Authority: KR
Inventors: 모리요이치
Original assignee: 가부시키 가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2003-01-06
Also published as: TW542746B; US20030103883A1; JP2001293335A; US6790421B2; WO2001076725A1

Abstract

본 발명은 퍼플루오르화합물(PFC)을 효율좋게 또한 장시간에 걸쳐 처리하는 것이 가능한 배기가스의 처리방법 및 처리장치를 제공한다.

본 발명에 관한 배기가스의 처리방법은 불소함유 화합물을 포함하는 배기가스를 상기 배기가스 중의 고형물을 분리한 후에 촉매를 사용하여 처리하는 방법으로서, 상기 촉매로서 X선 회절장치에서 측정한 회절각(2θ) 중, 33°±1°, 37°±1°, 40°±1°, 46°±1°, 67°±1°의 5개의 각도에서 강도 100 이상의 회절선이 출현하는 결정구조를 가지는 γ-알루미나를 사용하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 바람직한 형태에 관한 배기가스의 처리방법은, 다시 배기가스에 H₂, O₂및 H₂O 중 어느 1종 이상의 분해 보조가스를 첨가하는 것을 특징으로 한다.

Description

불소함유 화합물을 포함하는 배기가스의 처리방법{METHOD FOR TREATING EXHAUST GAS CONTAINING FLUORINE-CONTAINING COMPOUND}

반도체공업에 있어서는 반도체제조공정 중에서 많은 종류의 유해가스가 사용되어 환경에 대한 오염이 염려된다. 에칭공정이나 CVD 공정 등으로부터의 배기가스 중에 포함되는 퍼플루오르화합물(PFC)은 지구 온난화가스로서 그 제거 시스템의 확립이 급무로 되어 있다.

종래부터 PFC의 제거방법으로서, 파괴기술이나 회수기술이 제안되어 있고,특히 파괴기술 중, 촉매가열분해방식이 여러가지 제안되어 있다. 예를 들면 종래법에서는 알루미나에 여러가지의 금속을 함유시켜 이루어지는 알루미나계 촉매를 사용한 배기가스의 처리방법 ; 금속으로서의 Na량이 0.1중량% 이하인 알루미나를 사용하는 배기가스의 처리방법 ; 알루미나의 존재하에서 분자형상 산소와 배기가스를 접촉시키는 배기가스의 처리방법 ; 수증기의 존재하에서 Al을 포함하는 촉매를 사용하여 200 내지 800℃의 온도에서 불소함유 화합물을 포함하는 배기가스를 처리하는 방법 ; 각종 금속촉매를 사용하여 분자형상 산소와 물과의 존재하에서 불소함유 화합물을 포함하는 배기가스를 처리하는 방법 등이 제안되어 있다.

그러나 이들 종래의 제안에서는 아직 불소함유 화합물의 분해율이 낮아 충분한 처리성능이 얻어지지 않거나, 알루미나 촉매의 수명이 짧아, 일단 설정한 처리시스템에서 장시간에 걸쳐 연속하여 처리할 수 없는 등의 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 종래기술이 가지는 상기 문제점을 해결하여 PFC의 분해율이 높고, 장시간 유효하게 PFC를 분해제거할 수 있는 불소함유 화합물을 포함하는 배기가스의 처리방법 및 처리장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 불소함유 화합물을 포함하는 배기가스의 처리방법에 관한 것으로, 특히 반도체공업에서 C₂F₆, C₃F₈, CF₄, CHF₃, SF₆, NF₃등의 퍼플루오르화합물에 의하여 반도체제조장치의 내면 등을 건식 세정하는 공정이나 각종 성막을 에칭하는 공정 등에서 배출되는 퍼플루오르화합물을 효율 좋게, 또한 장시간에 걸쳐 처리하는 것이 가능한 배기가스의 처리방법 및 처리장치에 관한 것이다. 더욱 바람직한 형태에 있어서는 본 발명은 상기에 더하여 F₂, Cl₂, Br₂등의 산화성 가스, HF, HCl, HBr, SiF₄, SiCl₄, SiBr₄, COF₂등의 산성가스나 C0를 효율 좋게 처리할 수 있는 배기가스의 처리방법 및 처리장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 형태에 관한 배기가스처리장치의 플로우 개략도이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명자는 예의연구를 거듭한 결과, 여러가지의 결정구조를 가지는 알루미나 중, 특정한 결정구조를 가지는 것을 사용함으로써 상기 목적을 달성할 수 있음을 발견하였다. 즉, 본 발명은 불소함유 화합물을 포함하는 배기가스를 촉매를 사용하여 처리하는 방법으로서, 그 촉매로서 X선 회절장치에서 측정한 회절각(2θ) 중, 33°±1°, 37°±1°, 40°±1°, 46°±1°,67°±1°의 5개의 각도에서 강도 100 이상의 회절선이 출현하는 결정구조를 가지는 γ-알루미나를 사용하는 것을 특징으로 하는 배기가스의 처리방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에 있어서 사용되는 상기한 결정구조를 가지는 γ-알루미나에 대하여 설명한다.

원래 활성알루미나란, 수화물(3수화물 : Al₂O₃·3H₂O, 1수화물 : Al₂O₃·H₂O)과 α-알루미나(구조가 치밀)의 중간체를 말하고, Al₂O₃로 나타낸다.

활성 알루미나는 7종류[카파(κ), 시타(θ), 델타(δ), 감마(γ), 이오타 (ι), 카이(χ), 로(ρ)]의 준안정 알루미나로 분류된다. 이들 알루미나는 보통 알루미나 수화물의 가열처리에 의해서 얻어지고, Al₂O₃1mol당 0 내지 0.5 mol의 물을 포함하고 있으나, 그 함량은 열처리온도에 의하여 변한다.

γ-알루미나는 이와 같은 활성 알루미나의 1종류로서, 특정한 결정구조(X선 회절피크의 패턴)를 가지는 알루미나가 불안정하여 활성이 높다고 되어 있다. 그리고 수화물의 종류나 제조방법의 차이에 의하여 활성이 다른 여러가지의 γ-알루미나가 생긴다. 본 발명자는 이와 같은 여러가지의 결정구조를 가지는 γ-알루미나에 대하여 결정구조의 차이에 의한 불소함유 화합물의 분해성능에 대하여 검토한 결과, X선 회절장치에서 측정한 회절각(2θ) 중, 33°±1°, 37°±1°, 40°±1°, 46°±1°, 67°±1°의 5가지의 각도에서 각각 강도 100 이상의 회절선이 출현하는 결정구조를 가지는 γ-알루미나(이하,「본 γ-알루미나」라고 하는 경우에는 이 결정구조를 가지는 γ-알루미나를 가리킴)가 특히 뛰어난 분해성능을 가지는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

이와 같은 결정구조를 가지는 γ-알루미나는, 예를 들면 알루미나졸을 구형상 알루미나히드로겔(Al(OH)_y·nH₂O)로서 소성함으로써 얻을 수 있다.

또 본 γ-알루미나에 있어서의 Na₂O의 함유량은 γ-알루미나 전체량 중에서 -.02wt% 이하인 것이 불소함유 화합물의 분해성능의 점에서 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 γ-알루미나는 상기한 결정구조를 가지는 것이면 그 형상은 특별히 한정되지 않으나, 구형상인 것이 취급상 바람직하다. 또 본 발명에서 사용되는 γ-알루미나의 입도는 가스통과시에 통기저항이 상승하지 않는 범위이면 접촉면적을 크게 하기 위하여 미세한 쪽이 좋고, 특히 0.8mm 내지 2.6mm가 바람직하다.

이와 같은 γ-알루미나의 구체적인 예로서는 미사와화학 제품의 상품명 「네오비드 GB-08」등의 시판품을 들 수 있다.

본 발명에 관한 배기가스의 처리방법을 실시하기 위해서는 불소함유 화합물을 포함하는 배기가스를 상기한 바와 같은 결정구조를 가지는 본 γ-알루미나를 촉매로서 사용하여 처리함으로써 행할 수 있다. 그리고 바람직하게는 본 γ-알루미나를 600 내지 900℃, 더욱 바람직하게는 650 내지 750℃로 가열한다.

본 발명에 의하여 처리할 수 있는 불소함유 화합물로서는, CHF₃등의 불화탄화수소나, C₂F₆, C₃F₈, SF₆, NF₃등의 퍼플루오로화합물(PFC) 등을 들 수 있다.

상기 불소함유 화합물을 함유하는 배기가스로서는, 반도체공업에서 반도체제조장치의 내면 등을 건식 세정하는 공정이나 각종 제조막을 에칭하는 공정에서 배출되는 배기가스를 들 수 있다.

또 본 발명의 바람직한 형태에 있어서는 PFC를 효율 좋게 분해할 수 있는 것에 더하여, 산화성 가스, 산성가스나 C0도 처리할 수 있는 방법이 제공된다.

반도체제조공정으로부터 배출되는 배기가스 중에는, PFC뿐만 아니라 그 외에 F₂, Cl₂, Br₂등의 산화성 가스, HF, SiF₄, COF₂, HCl, HBr, SiCl₄, SiBr₄등의 산성가스나 CO가 포함된다. F₂, Cl₂, Br₂등의 산화성 가스는 습식처리하려고 한 경우, 물만으로는 완전히 처리할 수 없고, 알칼리제나 환원제를 사용할 필요가 있어, 관리나 장치가 복잡하게 되는 데다가 비용이 드는 등의 문제점이 있었다. 또 CO는 PFC의 분해시에 부생성물로서 발생하기 때문에 이것을 분해제거할 필요가 있다.

본 발명의 바람직한 형태에 있어서는 처리해야 할 배기가스에, H₂, O₂, H₂O 중 어느 1종 이상의 분해 보조가스를 첨가하여 상기 처리를 행한다. 이와 같은 분해 보조가스를 사용함으로써, 본 γ-알루미나의 촉매로서의 수명을 더욱 각별하게연장시킬 수 있어, 보다 장시간 효율좋게 상기 배기가스의 처리를 행할 수 있다. 또 PFC의 분해공정에서 부생성물로서 발생하는 CO도 효율적으로 분해할 수 있다.

상기 분해 보조가스를 첨가한 경우에는, PFC 등의 불소함유 화합물이나, 산화성 가스, CO는, 다음의 반응식에 따라 산성가스와 CO₂로 분해된다.

CF₄+ 2H₂+ O₂→ CO₂+ 4HF

CF₄+ 2H₂O + O₂→ CO₂+ 4HF + O₂

F₂+ H₂→ 2HF

2F₂+ 2H₂O → 4HF + O₂

2CO + O₂→ 2CO₂

즉, CF₄는 H₂와 O₂또는 H₂O와의 반응에 의하여 CO₂와 HF로 분해되고, F₂등의 산화성 가스는 H₂또는 H₂O와의 반응에 의하여 HF 등의 산성가스로 분해되고, C0는 C0₂로 산화된다.

여기서, H₂, O₂, H₂O의 첨가량은 PFC에 대해서는 PFC 중의 F 원자가 HF로 되는 데 필요한 몰수 이상의 H₂및/또는 H₂O, C 원자가 CO₂로 되는 데 필요한 몰수(최소값) 이상의 O₂로 하는 것이 바람직하다. 또한 H₂및/또는 H₂O에 대해서는 PFC 1 몰에 대하여 6배 내지 20배로 하고, O₂에 대해서는 상기한 최소값에 1 몰을 더한 몰수 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또 산화성 가스에 대해서는 산화성 가스 중의 할로겐원자(X)가 산성가스(HX)로 되는 데 필요한 몰수 이상의 H₂로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 처리방법을 실시하기 위한 장치의 일 실시형태로서는, 배기가스 중의 고형물을 분리하기 위한 고형물 분리장치와, 상기한 결정구조를 가지는 본 γ-알루미나가 충전되어 이루어지는 촉매처리장치와, 산성가스처리장치가 배관을 거쳐 연결되어 있는 장치를 들 수 있다.

여기서 고형물 분리장치 및 산성가스처리장치로서는, 통상 공지의 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들면 고형물 분리장치 및 산성가스처리장치로서, 물 스크러버(물 스프레이탑) 등을 사용할 수 있다.

또 상기 촉매처리장치는 본 발명에 관한 γ-알루미나 촉매를 가열하기 위한 가열장치를 가지고 있는 것이 바람직하다. 구체적인 예로서는 촉매처리장치의 외주면이 히터로 덮힌 원통형상의 충전컬럼으로 이루어지고, 상기 충전컬럼의 상면이 배기가스 주입관에 연결되어 있고, 하면이 처리후의 배기가스 배출관에 연결되어 있는 구조의 것을 들 수 있고, 상기 충전컬럼 중에 상기 γ-알루미나를 충전하여 사용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 형태에 관한 배기가스의 처리방법을 실시하기 위해서는 예를 들면 아래와 같이 하여 행할 수 있다.

먼저, 배기가스를 전단의 고형물 분리장치에 통과시키고, 여기서 고형물을제거한다. 또 상기 히터에 의하여 충전컬럼 중의 본 발명에 관한 γ-알루미나를 600 내지 900℃의 온도로 가열하고, 그 후 고형물이 제거된 배기가스를 상기 분해보조가스와 함께 γ-알루미나를 충전한 촉매처리장치에 통과시켜, γ-알루미나의 촉매작용에 의하여 PFC 등의 불소함유 화합물을 산성가스와 CO₂로 분해하고, 또한 산화성 가스 및 C0의 분해도 동시에 행한다. 이와 같이 상기 분해 보조가스와 상기 배기가스는 혼합된 혼합가스로서 촉매가 충전되어 형성된 촉매층에 주입되는 것이 바람직하다.

촉매처리장치로부터의 배기가스 중에는 산성가스(HX)와 CO₂만이 존재하고, 물 스프레이탑 등의 산성가스처리장치에서 산성가스를 제거하여 배기가스의 처리를 종료할 수 있다.

도 1에 본 발명의 바람직한 형태에 관한 배기가스처리장치의 플로우 개략도를 나타낸다. 도 1에 있어서, (1)은 고형물 분리장치(물 스프레이탑), (2)는 본 발명에 관한 특정한 결정구조를 가지는 γ-알루미나 충전층, (3)은 촉매처리장치, (4)는 세정수 순환펌프, (5)는 산성가스처리장치(물 스프레이탑), (6)은 FT-IR 분석장치, (7)은 공기 이젝터, (8)은 바이패스밸브이다.

PFC, 산화성 가스, 산성가스, CO를 포함한 배기가스(9)는 먼저 스프레이탑인 고형물 분리장치(1)에 가스통과되어, 여기서 고형물이나 Si 화합물이 제거된다. 다음에 본 γ-알루미나(2)를 충전한 촉매처리장치(3)에 가스통과되어, H₂, O₂, H₂O를 도입하여 PFC, 산화성 가스, CO가 산성가스와 CO₂로 분해된다. 또한 후단의 스프레이탑인 산성가스처리장치(5)에서 산성가스가 제거되어 처리가스(10)로서 배출된다. 또 이들 처리장치내의 압력을 조정하기 위하여 공기 이젝터(7)를 설치하고, 처리가스의 관리를 위하여 FT-IR 분석장치(6)를 퍼 넣는 장치로 하는 것이 바람직하다. 스프레이탑에 사용하는 물은 산성가스처리장치(5)의 스프레이탑에 물(11)을 도입하여 사용하고, 이 사용이 끝난 물을 세정수 순환펌프(4)에 의하여 고형물 분리장치 (1)의 스프레이에 사용한 후, 배수로서 배출한다.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다.

실시예 1

회절각(2θ) 중, 33°±1°, 37°±1°, 40°±1°, 46°±1°, 67°±1°의 5개의 각도에서 강도 100 이상의 회절선이 출현하는 결정구조를 가지는 γ-알루미나로서 미사와화학 제품의 시판품(상품명「네오비드 GB-08」, Na₂O 함유량 0.01 wt% 이하)을 사용하고, 또 그 입자지름은 0.8mm로 하였다. 네오비드 GB-08의 결정구조는 리가쿠덴키사 제품 X선 회절분석계 RINT-2000을 사용하고, X선원으로서 CuKα선을 사용하여 측정을 행하여 확인하였다. 충전컬럼으로서 내경 25mm의 석영제 컬럼을 사용하고, 이것에 층 높이 100mm가 되도록, 상기 γ-알루미나를 충전하였다. 이 충전컬럼을 세라믹 전기관형상로에 설치하여 촉매층을 800℃로 가열하였다.

여기에 N₂가스로 CF₄를 희석하여 이루어지는 의사 배기가스에 분해 보조가스로서 H₂및 O₂를, H₂는 CF₄의 F 원자량에 대하여 H 원자량이 등원자량 이상이 되는량으로, 또 O₂는 도입하는 H₂량의 등몰 이상이 되도록 혼합고, 얻어진 혼합가스를 유량 408sccm으로, 유입농도는 각각 혼합가스 중 CF₄1wt%, H₂3.0 wt%, O₂5.7 wt %가 되도록 상기 충전컬럼 중에 주입하였다. 처리성능을 보기 위하여 컬럼의 출구로부터 배출되는 처리가 끝난 가스를 적절히 분석하여, CF₄의 제거율이 98% 이하로 내려 간 시점에서 가스통과를 정지하고, 그때까지의 가스통과량으로부터 CF₄의 처리량을 구하였다. CF₄의 분석은 질량 검출기부착 가스크로마토그래프장치에 의하였다.

그 결과, 가스통과를 개시하여 920분 후에 제거율이 98%로 내려가고, 이 시점에서의 CF₄의 가스통과량으로부터 처리량을 구하면 77ℓ/ℓ가 되었다. 그 사이의 CO의 배출농도는 항상 허용농도(25 ppm)이하였다.

실시예 2

실시예 1과 동일한 장치를 사용고, γ-알루미나의 충전량은 실시예 1과 동일하게 하여 아래와 같이 처리를 행하였다.

온도를 700℃로 하고, 총 가스유량은 408sccm이고, 분해보조가스를 H₂O와 O₂로 하여 H₂O를 유량비로 CF₄의 14배에 상당하는 양인 0.041㎖/min 주입하고, O₂는 CF₄의 C 원자가 CO₂가 되는 데 필요한 몰수 이상의 양을 주입하였다. 얻어진 혼합가스에 있어서의 유입농도는 각각 CF₄0.88%, O₂3.0%로 하였다.

그리고 실시예 1과 마찬가지로 하여 처리성능을 본 결과, 가스통과 74hr까지는 제거율 99% 이상의 처리가 가능하고, 가스통과 94hr 후에 있어서 CF₄의 제거율이 98%로 저하하여 이 때의 처리량은 413 ℓ/ℓ였다. 또 그 사이 CO는 항상 허용농도 이하로 처리되고 있었다. 실시예 1과 실시예 2를 비교함으로써 동일한 γ-알루미나를 사용한 경우에도 분해 보조가스로서 H₂O/O₂를 사용하면(실시예 2), H₂/O₂를 사용한 경우보다도 뛰어난 분해성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.

비교예 1

회절각(2θ) 중, 37°±1°, 46°±1°, 67°±1°의 3개의 각도에서 강도 100 이상의 회절선이 출현하는 결정구조를 가지는 비교품으로서의 γ-알루미나로서 미사와화학 제품의 시판품(상품명 네오비드 GB-26」, Na₂O 함유량 0.02wt%)을 촉매로 사용하고, 또 입자지름은 분쇄하여 0.8mm로 체로 나누었다. 네오비드 GB-26의 결정구조는 리가쿠덴키사 제품 X선 회절분석계 RINT-2000을 사용하고, X선원으로서 CuK α선을 사용하여 측정을 행하여 확인하였다.

실시예 1과 동일한 시험장치에서 γ-알루미나의 충전량은 실시예 1과 동일하게 하여 이하와 같이 처리를 행하였다. 온도는 700℃로 하고, 총 가스유량은 408 sccm이고, 분해 보조가스를 H₂O와 O₂로 하고, H₂O를 유량비로 CF₄의 20배에 상당하는 양인 0.056㎖/min 주입하고, O₂는 CF₄의 C 원자가 CO₂로 되는 데 필요한 몰수 이상의 양을 주입하였다. 얻어진 혼합가스에 있어서의 유입농도는 각각 CF₄0.86%, O₂3.1%로 하였다.

그리고 실시예 1과 마찬가지로 하여 처리성능을 본 결과, 가스통과 33hr까지는 제거율 99% 이상의 처리가 가능하고, 가스통과 50hr후에 있어서 CF₄의 제거율이 98%로 저하하고, 이 때의 처리량은 214 ℓ/ℓ였다. 그 사이 C0는 항상 허용농도 이하로 처리되고 있었다.

비교예 2

회절각(2θ) 중, 37°±1°, 46°±1°, 67°±1°의 3개의 각도에서 강도 100 이상의 회절선이 출현하는 결정구조를 가지는 비교품으로서의 γ-알루미나로서 미사와화학 제품의 시판품(상품명「네오비드 GB-45」, Na2O 함유량 0.01 wt% 이하)을 촉매로 사용하고, 또 입자지름은 분쇄하여 0.8mm로 체질하여 분리하였다. 네오비드 GB-45의 결정구조는 리가쿠덴키사 제품 X선 회절분석계 RINT-2000를 사용하고, X선원으로서 CuKα선을 사용하여 측정을 행하여 확인하였다.

실시예 1과 동일한 시험장치로, 상기한 비교품으로서의 γ-알루미나의 충전량은 실시예 1과 동일하게 하여 이하와 같이 처리를 행하였다. 온도는 700℃로 하고, 총 가스유량은 408sccm이고, 분해 보조가스를 H₂O와 O₂로 하고, H₂O를 유량비로 CF₄의 20배에 상당하는 양인 0.057㎖/min 주입하고, O₂는 CF₄의 C 원자가 C0₂로 되는 데 필요한 몰수 이상의 양을 주입하였다. 얻어진 혼합가스에 있어서의 유입농도는 각각 CF₄0.87%, O₂3.1%로 하였다.

그리고 실시예 1과 동일하게 하여 처리성능을 본 결과, 가스통과 27hr까지는제거율 99% 이상의 처리가 가능하고, 가스통과 41hr후에 있어서 CF₄의 제거율이 98%로 저하하여 이 때의 처리량은 177ℓ/ℓ였다. 그 사이 C0는 항상 허용농도 이하로 처리되고 있었다.

비교예 3

회절각(2θ) 중, 37°±1°, 46°±1°, 67°±1°의 3개의 각도에서 강도 100 이상의 회절선이 출현하는 결정구조를 가지는 비교품으로서의 γ-알루미나로서 미사와화학 제품의 시판품(상품명「네오비드 RN」, Na₂O 함유량 0.48wt%)을 촉매로서 사용하고, 또한 입자지름은 분쇄하여 0.8mm로 체질하여 분리하였다. 네오비드 RN의 결정구조는 리가쿠덴키사 제품 X선 회절분석계 RINT-2000을 사용하고, X선원으로서 CuKα선을 사용하여 측정을 행하여 확인하였다.

실시예 1과 동일한 시험장치에서 상기한 비교품으로서의 γ-알루미나의 충전량은 실시예 1과 동일하게 하여 이하와 같이 처리를 행하였다.

즉, 온도는 700℃로 하고, 총 가스유량은 408sccm이고, 분해 보조가스를 H₂O와 O₂로 하고, H₂O를 유량비로 CF₄의 20배에 상당하는 양인 0.055㎖/min 주입하고, O₂는 CF₄의 C 원자가 CO₂로 되는 데 필요한 몰수 이상의 양을 주입하였다. 얻어진 혼합가스에 있어서의 유입농도는 각각 CF₄0.84%, O₂3.1%로 하였다.

그리고 실시예 1과 마찬가지로 하여 처리성능을 본 결과, 가스통과 2hr에서 CF₄가 출구에서 2950ppm 검출되고, 제거율은 63%로 저하되어 있었다.

동일한 분해 보조가스(H₂O/O₂)를 사용한 실시예 2와 비교예 1 내지 3을 비교하면 본 발명에 관한 특정한 결정구조를 가지는 γ-알루미나 촉매가 종래의 γ-알루미나와 비교하여 매우 뛰어난 분해성능을 나타내는 것을 알 수 있다.

본 발명에 의하면 반도체제조공정으로부터 배출되는 유해 또한 지구온난화를 촉진시키는 PFC 등의 불소화합물을 포함하는 배기가스를 높은 분해율로 분해처리하는 것이 가능하고, 또한 긴 시간 양호한 분해처리성능으로 처리를 행할 수 있다. 또한 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, PFC를 분해할 수 있을 뿐만 아니라 F₂, Cl₂, Br₂등의 산화성 가스, HF, HCl, HBr, SiF₄, SiCl₄, SiBr₄, COF₂등의 산성가스나 CO를 효율좋게 처리할 수 있다.

Claims

불소함유 화합물을 포함하는 배기가스를 상기 배기가스 중의 고형물을 분리한 후에 촉매를 사용하여 처리하는 방법으로서, 상기 촉매로서 X선 회절장치에서 측정한 회절각(2θ)중, 33°±1°, 37°±1°, 40°±1°, 46°±1°, 67°±1°의 5개의 각도에서 강도 100 이상의 회절선이 출현하는 결정구조를 가지는 γ-알루미나를 사용하는 것을 특징으로 하는 불소함유 화합물을 포함하는 배기가스의 처리방법.
제 1항에 있어서,

상기 γ-알루미나를 600 내지 900℃로 가열하고, 다시 H₂, O₂및 H₂O 중 어느 1종 이상의 분해 보조가스를 첨가하는 것을 특징으로 하는 불소함유 화합물을 포함하는 배기가스의 처리방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

처리된 배기가스로부터 산성가스를 제거하는 공정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 불소함유 화합물을 포함하는 배기가스의 처리방법.
불소함유 화합물을 포함하는 배기가스로부터 고형물을 분리하는 고형물 분리장치와, 상기 고형물 분리장치로부터의 배기가스를 촉매에 의하여 처리하기 위한 촉매처리장치를 가지는 처리장치로서,

상기 촉매처리장치에 촉매로서 X선 회절장치에서 측정한 회절각(2θ) 중, 33°±1°, 37°±1°, 40°±1°, 46°±1°, 67°±1°의 5개의 각도에서 강도 100 이상의 회절선이 출현하는 결정구조를 가지는 γ-알루미나가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 불소함유 화합물을 포함하는 배기가스의 처리장치.
제 4항에 있어서,

상기 고형물 분리장치로부터의 배기가스에 분해 보조가스로서 H₂, O₂및 H₂O 중 어느 1종 이상을 첨가하는 첨가수단을 더 가지는 것을 특징으로 하는 불소함유 화합물을 포함하는 배기가스의 처리장치.
제 4항 또는 제 5항에 있어서,

상기 촉매처리장치 중의 γ-알루미나를 600 내지 900℃로 가열하는 가열수단을 가지는 것을 특징으로 하는 불소함유 화합물을 포함하는 배기가스의 처리장치.
제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

촉매처리장치로부터의 배기가스로부터 산성가스를 제거하는 산성가스제거장치를 더 가지는 것을 특징으로 하는 불소함유 화합물을 포함하는 배기가스의 처리장치.