JPH0312219A - 有害成分の除去方法 - Google Patents

有害成分の除去方法

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JPH0312219A
JPH0312219A JP1144109A JP14410989A JPH0312219A JP H0312219 A JPH0312219 A JP H0312219A JP 1144109 A JP1144109 A JP 1144109A JP 14410989 A JP14410989 A JP 14410989A JP H0312219 A JPH0312219 A JP H0312219A
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北原 宏一
Noboru Akita
秋田 昇
Tadashi Hiramoto
平本 忠
Takashi Shimada
孝 島田
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
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  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は有害成分の除去方法に関し、さらに細には半導
体製造工程などから排出されるガス中に含有されるオゾ
ンおよびシランを同時に除去する有害成分の除去方法に
関する。
オゾンは、その酸化力を利用して半導体製造工程などで
種々な使われ方をしているが、最近はモノシランまたは
ジシラン(以下総称してシランと記す)と比較的低温で
反応させて酸化シリコン膜析出させる工程(CVD)に
使用されている。
オゾンはA CG I H(Amercan Conf
erenceof Govermental Indu
strial HyginisLs )の許容濃度で0
.1PP−とされており、半導体製造工程では100p
pn+〜5%程度のオゾンが使用されるので、環境を破
壊しないためにガスの排出に先立って除去する必要があ
る。
一方、シランは燃焼範囲が広く、条件によっては空気中
で自然発火するので非常に危険であり、また、許容濃度
も5ppmとされているので、この処理も不可欠である
。
〔従来の技術〕
従来、オゾンを除去する方法としては、例えばオゾン含
有ガスを繊維状活性炭を用いて分解除去する方法(特開
昭49−82593号公報)および耐火性無機酸化物担
体に、遷移金属塩を含有する溶液を含浸させ、焼成して
なるオゾン分解触媒を用いる方法(特開昭53−146
88号公報)などが知られている。
一方、シランを含有するガスを処理する方法としては、
苛性ソーダなどのアルカリ性水溶液でガスを洗浄してシ
ランを除去する湿式法(特開昭56−84619号公報
)および固形担体に苛性ソーダ水溶液単独またはこれに
過マンガン酸カリウムを加えた水溶液を含浸させてなる
吸収剤にガスを接触させて除去する乾式法(特開昭58
−128146号公報)などがある。
〔解決しようとする課題〕
しかしながら、これらはいずれもオゾンまたはシランを
単独に処理する方法であって、排ガス中に含有されるオ
ゾンおよびシランを同時に処理しうるちのではない。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、鋭意研究を続けた結果、シラン類の除去
方法として先に出願した特開昭62−152515号公
報におけるソーダライムに銅化合物を担持させてなる除
去剤を応用することにより、シランと同時にオゾンが効
率良く除去できることを見い出し、本発明を完成した。
すなわち本発明は、有害成分としてオゾンおよびシラン
を含有するガスと除去剤とを接触させてオゾンおよびシ
ランを除去する有害成分の除去方法において、ソーダラ
イムにM(II)化合物を担持させてなる除去剤を用い
ることを特徴とする有害成分の除去方法である。
本発明は、窒素、水素、アルゴン、ヘリウムおよび空気
などにオゾンおよびシランを含有するガスに適用される
。
本発明によって除去される有害成分はオゾンおよびシラ
ンであり、シランとしてはモノシラン、ジシランおよび
ハロゲン化シランなとである。
本発明で使用するソーダライムは、一般にソーダ石灰と
呼ばれるものであり、理化学事典(岩波書店、1983
年761頁)に記載されているように、通常、生石灰を
水酸化ナトリウムの濃厚溶液に浸し、加熱して作った強
い塩基性の白色粒状の固形物質である。ソーダライムは
試薬としても日本工業規格K 8603に規定されてい
る。
ソーダライムの化学成分は水酸化カルシウムが主体で、
これに少量の水酸化ナトリウムが含有されている物質で
あり、ソーダライムの名称で市販もされている。
これらの市販のソーダライムは不定形の粒状や顆粒状で
あり、100〜200°Cで水分が遊離されるか、オゾ
ンおよびシラ′ンの除去能力の点からは水分を保有させ
た状態のまま用いることが好ましい。
ソーダライムの粒の大きさは、通常1号品として市販さ
れているものは約1.5〜3.5a+m、2号品は約3
.5〜5.5m+1.3号品は約5.5〜7.0mmで
あり、これらのいずれを用いてもよい。
本発明においてソーダライムに担持させる銅(n)化合
物としては、酸化銅、水酸化銅および塩基性炭酸銅など
があり、これらの一種または二種以上の混合物である。
酸化銅としては本来の酸化銅であるCuOの他に、水和
酸化銅と呼ばれるCuO−nH2Oという化合物群が知
られているが、いずれも有効である。
銅(II)化合物は、それぞれの化合物について従来公
知の種々の方法で調製することができる。例えば硫酸銅
、硝酸銅、塩化銅または酢酸銅などの銅(II)塩と水
酸化アルカリとの中和反応によって調製される水酸化銅
、および水酸化銅と炭酸アルカリとの中和反応によって
調製される塩基性炭酸銅、あるいはこのようにして調製
された水酸化銅または塩基性炭酸銅を焼成して得られる
酸化銅などである。
これらの銅(II)化合物のソーダライムに対する担持
量は、Cuとして、通常は0.1〜50%、好ましくは
1〜30%である。銅としての担持量が0.1%よりも
少ない場合には、オゾンの除去が困難となり、シランの
除去効率も低下する。
一方、担持量を50%よりも大きくすると銅(II)化
合物の剥離が生じ易くなるばかりでなく、シランの濃度
が高いときには発熱によって温度が上昇し、粉化や銅(
II)化合物の金属銅への還元などが生じてオゾンおよ
びシラン共に除去能力が低下する。
銅(II)化合物のソーダライムに対する担持量がCu
として5%以下の場合には、出発物質として硫酸銅、硝
酸銅、塩化銅または酢酸銅などを水溶液の形でソーダラ
イムに含浸させて銅(II)化合物をソーダライム上に
析出させることができる。しかし、この方法よりも前記
したように酸基を中和して得られる化合物とじてがら担
持させる方が好ましい。
担持方法としては乾式法と湿式法があり、いずれを用い
てら除去剤として十分な効果が得られる。乾式法として
は、例えば酸化銅、塩基性炭酸銅などの銅(II)化合
物の粉末をソーダライムにまぶすことによって容易に担
持させることができる。湿式法としては、例えばIR(
[)化合物のペーストをソーダライムにまぶす方法があ
るが、ソーダライムにまぶしながら乾燥させる必要があ
るので、工業的には乾式法に比較して若干不利である。
本発明において、除去剤は主成分がソーダライム中の水
酸化カルシウムと銅(II)化合物であるため苛性アル
カリなどのような潮解性はなく、また除去筒に充填した
場合にも再析出などによって充填筒が閉塞することもな
く、長期間の使用に耐える。
また、ガス中にオゾンおよびシランの他にアルシン、ホ
スフィン、セレン化水素およびジボランなどの水素化物
ガスが含有されている場合にはこれらも同時に除去でき
るという利点もある。
本発明において除去剤は、通常は除去筒に充填され、こ
れに有害成分を含有するガスを流して除去剤と接触させ
ることにより、カス中の有害成分が除去される。
ガスの流速には特に制限はないが、例えばオゾンとシラ
ンを合わせた濃度が10〜100%のときには、ガスの
空筒線速度(LV)は、通常は10cm/sec以下、
好ましくは1cm/sec以下であり、また、濃度が1
0%未満のときには空筒線速度(LV)は200cm 
/ sec以下とすることが好ましい。なお、オゾンと
シランは共に爆発性の混合気をつくるのでその範囲は避
けなければならない。
本発明において処理されるガスは、通常は乾燥状態であ
るが、湿潤状態であっても除去筒内で結露するほど湿っ
ていなければよい。
ガスと除去剤との接触温度は、通常は100°C以下で
ある。これよりも高温になるとソーダライム中に定常的
に含まれている水分の逸散などにより、除去能力が低下
することがある。通常は60°C以下の常温でよく、特
に加熱や冷却する必要はない。
また、処理時の圧力は常圧、減圧、加圧のいずれでもよ
く、−船釣には20Kg/ crd absであり、好
ましくは0.001〜10Kg/ co! absの範
囲である。
〔発明の効果〕
本発明の浄化方法は、半導体製造工程などから排出され
る排ガス中に有害成分として含有されるオゾンおよびシ
ランを同時に、しかも効率良く除去することができる。
また、乾式法であり、装置は基本的には除去剤を充填し
た除去筒だけであるため、コンパクトであり、狭い空間
などにも容易に設置することができる。
〔実施例〕
実施例1 硫酸銅と水酸化ナトリウムのそれぞれの水溶液を混合し
て水酸化鋼の沈殿を生成させた。この沈殿物の水洗を3
回繰返した後、150℃で5時間乾燥し、次いで300
°Cで10時間焼成して酸化銅(Cub)を得た。この
酸化銅を市販の1号ソーダライムにまぶして8wt%に
なるように担持させて除去剤を調製した。
第1図に示したように内径19+u+φ、長さ300I
IIIllの石英製の筒1に、下から順に、インジゴを
変色成分とするオゾン検知剤2(検知下限0.lppm
 >を1c@(充填量2.8d、2g)、除去剤3を5
cm(14巌、13g ) 、検知剤4を1 cm、除
去剤5を5 ctn、検知剤6を1cmと順次積み重ね
て充填し、除去筒7とした。
除去筒7に0.5%のオゾンを含有する酸素を常温(2
0°C)で850m / mia (L V 5cm 
/ sec )で上から下へと流通させて検知剤2が変
色するまでの時間を測定したところ、3100分であっ
た。
これをオゾン処理能力に換算すると465171除去剤
である。
引続き、この除去筒7の出口にモノシランの測定範囲が
0〜15PPIllの検知器(TO−4000;バイオ
ニクス■製〉を取付け、0.5%のモノシランを含有す
るアルゴンを常温(20°C)で850 rnQ/ r
rm (L V 5cm / sec )で流通させて
モノシランの濃度が5ppmに達するまでの時間を測定
したところ 110分であった。これをモノシランの処
理能力に換算すると16.5ffl / 1除去剤であ
る。
実施例2 実施例1で使用したと同様の除去筒7に0.5%のモノ
シランを含有するアルゴンを常温(30℃)で850m
 / m (L V 5cm / sec )で流通さ
せてモノシランの濃度が5ppmに達するまでの時間を
測定したところ110分であった。これをモノシランの
処理能力に換算すると16.5ρ/g除去である。
引続き、この除去筒7に0.5%のオゾンを含有する酸
素を常温(20℃)で850m / m1l(L V5
cm / see )で流通させて検知剤2が変色する
までの時間を測定したところ、3000分であった。
これをオゾン処理能力に換算すると450171除去剤
である。
実施例3 実施例1で使用したと同様の除去筒7に0.1%のモノ
シランと0.01%のオゾンを含有するアルゴン(酸素
を含む)を常温(20℃)で850頑/ tm (L 
V 5C1l / see )で流通させてモノシラン
の濃度が5ρp諷に達するまでの時間および検知剤2が
変色するまでの時間を測定したところ、モノシランにつ
いては550分で0.5ppmに達したが、オゾンにつ
いてはこの時点では検知剤の変色はなく、破過するまで
に至らなかった。
比較例1 実施例で使用した除去剤の代わりに、1号ソーダライム
のみを充填し、これに0.5%のオゾンを含有する酸素
を常温(20℃)で850減/111iII(LV 5
c+++/sec )で流通させて検知剤2が変色する
までの時間を測定したところ、1分37秒であった。こ
れをオゾン処理能力に換算すると0.21.、/ρ除去
剤となる。
比較例2 硝酸マンガン[Mn(NO3)2・6HzO17,26
gを20mQの水に溶かし、この水溶液に市販の粒状ア
ルミナ40gを混合してよくかき混ぜた後、100℃で
1時間乾燥した。このものを電気炉に入れて空気中65
℃で5時間加熱焼成し、除去剤とした。
この除去剤を実施例と同様に筒1に充填し、これに0.
5%のモノシランを含有するアルゴンを常温(20℃)
で850−/ m (L V 5cm / sec )
で流通させて検知剤2が変色するまでの時間を測定した
ところ、瞬時に5ppmに達した。モノシランの処理能
力は全く無かった。
比較例3 除去剤として活性炭を使用し、実施例と同様にして除去
試験を行った。
0.5%のモノシランを含有するアルゴンを常温で85
0d / ym (L V 5cn / see )で
流通させ、出口ガス中のモノシランが5ρPI11に達
するまでの時間を測定したところ、20分であった。モ
ノシランの処理能力は3わ勺除去剤となる。また、この
除去剤を空気中に取出すと間もなく燃え出した。
【図面の簡単な説明】
第1図は除去筒の縦断面図である。 図面の各番号は以下の如くである。 1、筒   2.4および6、検知剤 3および4.除去剤  7.除去筒

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 有害成分としてオゾンおよびシランを含有するガスと除
    去剤とを接触させてオゾンおよびシランを除去する有害
    成分の除去方法において、ソーダライムに銅(II)化合
    物を担持させてなる除去剤を用いることを特徴とする有
    害成分の除去方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5374322A (en) * 1992-07-09 1994-12-20 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method of manufacturing high strength steel member with a low yield ratio
EP0642822A4 (en) * 1993-03-17 1995-08-16 Nippon Oxygen Co Ltd METHODS FOR REMOVING AND DETECTING A HARMFUL COMPONENT.
EP0687494A1 (en) * 1994-06-13 1995-12-20 Japan Pionics Co., Ltd. Cleaning method for exhaust gas
US6706648B2 (en) * 1995-09-08 2004-03-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd APCVD method of forming silicon oxide using an organic silane, oxidizing agent, and catalyst-formed hydrogen radical
JP2009207968A (ja) * 2008-03-03 2009-09-17 Taiyo Nippon Sanso Corp シラン系ガスの除害剤及び除害方法

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