JP6602709B2 - 排ガス処理装置、及び排ガス処理方法 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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（ＦｅＳＯ_４）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。

特許第５１３３２３１号公報 特開平０５−１５４３３３号公報

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。

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。

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。

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、ＨＰＯ_３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。

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。

本発明の一実施形態である排ガス処理装置の構成の一例を示す系統図である。 本発明の一実施形態である排ガス処理装置の構成の他の例を示す系統図である。 従来の排ガス処理装置の構成の一例を示す系統図である。 従来の排ガス処理装置の構成の他の例を示す系統図である。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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（ＦｅＳＯ_４）を添着した活性炭等が挙げられる。

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。

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）、ＮＨ_３（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。

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、ＨＰＯ_３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（ＦｅＳＯ_４）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。

＜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。

（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。

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。

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（ＣＨ_４）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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、（ＣＨ_３）_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。

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Ｏ_２）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（Ａｌ_２Ｏ_３）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Ｏ_２）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」
（ＣＨ_３）_３ＡＬ＋Ｏ_２→ＡＬ_２Ｏ_３＋ＣＨ_４

次に、生成した金属酸化物（Ａｌ_２Ｏ_３）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（ＦｅＳＯ_４）との反応で分解し、生成した金属酸化物（酸化チタン、ＴｉＯ_２）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」
（ＣＨ_３）_２Ｎ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_３Ｔｉ＋Ｏ_２→ＴｉＯ_２＋（ＣＨ_３）_２ＮＨ

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、（ＣＨ_３）_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、（ＣＨ_３）_２ＮＨ）を化学吸着剤であるリン酸（ＨＰＯ_３）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。

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、（ＣＨ_３）_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、（ＣＨ_３）_２ＮＨ）とを、安全に除害処理することができた。

（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、（ＣＨ_３）_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、（ＣＨ_３）_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、（ＣＨ_３）_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。

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Ｏ_２）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（Ａｌ_２Ｏ_３）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、（ＣＨ_３）_２ＮＨ）は、酸化ガス（空気またはＯ_２）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」
（ＣＨ_３）_３ＡＬ＋Ｏ_２→ＡＬ_２Ｏ_３＋ＣＨ_４

次に、生成した金属酸化物（Ａｌ_２Ｏ_３）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、（ＣＨ_３）_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（ＦｅＳＯ_４）との反応で分解し、生成した金属酸化物（酸化チタン、ＴｉＯ_２）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」
（ＣＨ_３）_２Ｎ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_３Ｔｉ＋Ｏ_２→ＴｉＯ_２＋（ＣＨ_３）_２ＮＨ

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、（ＣＨ_３）_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、（ＣＨ_３）_２ＮＨ）を化学吸着剤であるリン酸（ＨＰＯ_３）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。

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、（ＣＨ_３）_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、（ＣＨ_３）_２ＮＨ）を、安全に除害処理することができた。

（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、（ＣＨ_３）_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。

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Ｏ_２）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（Ａｌ_２Ｏ_３）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Ｏ_２）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」
（ＣＨ_３）_３ＡＬ＋Ｏ_２→ＡＬ_２Ｏ_３＋ＣＨ_４

次に、生成した金属酸化物（Ａｌ_２Ｏ_３）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、ＴｉＯ_２）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」
（ＣＨ_３）_２Ｎ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_３Ｔｉ＋Ｏ_２→ＴｉＯ_２＋（ＣＨ_３）_２ＮＨ

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、（ＣＨ_３）_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。

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、（ＣＨ_３）_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、（ＣＨ_３）_２ＮＨ）を安全に除害処理できないことがわかった。

（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、（ＣＨ_３）_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。

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、（ＣＨ_３）_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、（ＣＨ_３）_２ＮＨ）が系外に放出された。

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、（ＣＨ_３）_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、（ＣＨ_３）_２ＮＨ）を安全に除害処理できないことがわかった。

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

Claims (4)

1. 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。
2. 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、請求項１に記載の排ガス処理装置。
3. 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、請求項１又は２に記載の排ガス処理装置。
4. 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。

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