JP2001048542A - Method for cleaning tantalum oxide production unit - Google Patents

Method for cleaning tantalum oxide production unit

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JP2001048542A
JP2001048542A JP11226128A JP22612899A JP2001048542A JP 2001048542 A JP2001048542 A JP 2001048542A JP 11226128 A JP11226128 A JP 11226128A JP 22612899 A JP22612899 A JP 22612899A JP 2001048542 A JP2001048542 A JP 2001048542A
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JP
Japan
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gas
cleaning
tantalum
tantalum oxide
deposited
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JP11226128A
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Japanese (ja)
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Isamu Mori
勇 毛利
Mitsuya Ohashi
満也 大橋
Tadayuki Kawashima
忠幸 川島
Tetsuya Tamura
哲也 田村
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Central Glass Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the subject method comprising heating at a specific temperature tantalum alkoxide decomposition/reaction products formed by the action of a fluoride gas and deposited on a tantalum oxide production unit equipped with a gas cleaning mechanism using CIF3 or the like, its pipings or the like to easily remove the above products. SOLUTION: This method for cleaning a unit intended for producing tantalum oxide using a tantalum alkoxide as raw material and equipped with a gas cleaning mechanism using CIF3, F2, NF3, CF3I or C2F5I comprises the following practice: tantalum alkoxide decomposition/reaction products formed by the action of the above fluoride gas and deposited on the production unit, its pipings or the like are heated at >=50 deg.C, pref. 50-200 deg.C in an N2 gas flow to decompose >=10 wt.% of the above products; alternatively, more effective cleaning can be accomplished by allowing a highly reactive gas such as of CIF3, F2, BrF3, BrF5, IF5 or IF7 to flow at a concentration of about >=0.001-10% while heating at 50-150 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスクリーニング
機構を備えたタンタルアルコキシドを原料として用いた
酸化タンタル製造装置及び該装置に接続した配管内に付
着もしくは堆積したタンタルアルコキシドとクリーニン
グガスとの反応による分解・反応生成物を除去するクリ
ーニング方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for producing tantalum oxide using a tantalum alkoxide having a gas cleaning mechanism as a raw material, and a reaction between a tantalum alkoxide attached or deposited in a pipe connected to the apparatus and a cleaning gas. The present invention relates to a cleaning method for removing decomposition / reaction products.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】タン
タルアルコキシドを原料として用い、CVDにより製造
された酸化タンタルは、高誘電材料として半導体を初め
とする産業分野で使用されている。しかし、この方法で
酸化タンタルを製造しようとする場合、反応器内壁に
は、主に成膜基板上に堆積する酸化タンタルと同様の固
体状膜が堆積し、また配管等の低温部分には、未反応の
タンタルアルコキシドが堆積する。
2. Description of the Related Art Tantalum oxide produced using tantalum alkoxide as a raw material by CVD has been used as a high dielectric material in industrial fields such as semiconductors. However, when producing tantalum oxide by this method, a solid-state film similar to tantalum oxide deposited mainly on a film-forming substrate is deposited on the inner wall of the reactor, and a low-temperature portion such as a pipe is Unreacted tantalum alkoxide is deposited.

【0003】反応器内の酸化タンタルが厚く堆積すると
付着箇所から剥離し、反応器内にパーティクルを発生さ
せる原因になり、配管中に未反応の液状タンタルアルコ
キシドが堆積すると気層中に拡散し、核を形成しパーテ
ィクルの発生要因になる。従って、これらをクリーニン
グしなければならない。
[0003] When tantalum oxide in the reactor is thickly deposited, the tantalum oxide is separated from the adhering portion, causing particles in the reactor. When unreacted liquid tantalum alkoxide is deposited in the piping, it diffuses into the gas phase, It forms nuclei and becomes a factor for generating particles. Therefore, they must be cleaned.

【0004】現状のこれら堆積物の除去法としては、C
lF3、F2などの高反応性フッ化物ガスによるプラズマ
レスクリーニングやNF3、CF3I、C25Iなどを用
いたプラズマクリーニングが行われている。
[0004] As a current method for removing these deposits, C
Plasma rescreening using a highly reactive fluoride gas such as 1F 3 and F 2 and plasma cleaning using NF 3 , CF 3 I, C 2 F 5 I and the like are performed.

【0005】しかしながら、これらの方法には以下の問
題点がある。すなわち、高濃度のClF3,F2などのク
リーニングガスと未反応のペンタエトシキタンタルが接
触した場合、発火の危険性があるため排気配管に流入す
る高反応性ガス濃度は一定濃度あるいは一定圧力以下に
保つ必要がある(特開平9−301718号公報)。こ
のような状況下では、特に大気に曝される真空ポンプの
後段ではフッ化物を吸収したペンタエトキシタンタル及
びそのフッ素化による分解物、ペンタエトキシタンタル
に吸収されたフッ化物等は、加水分解を受け粘度の高い
有機系の液体や固体およびペンタエトキシタンタルとフ
ッ化物ガスとの無機系反応生成物(固体)であるTaO
2Fとの混合物になる。この混合物は、酸性ガスを発生
し作業安全上の危険性があるとともに水洗した場合、水
中でフッ酸が生成するため危険である。
[0005] However, these methods have the following problems. That is, when the cleaning gas such as ClF 3 or F 2 at a high concentration comes into contact with unreacted pentaethoxytantalum, there is a risk of ignition, so that the concentration of the high reactive gas flowing into the exhaust pipe is constant or constant pressure. It is necessary to keep the following (JP-A-9-301718). Under these circumstances, pentaethoxytantalum which has absorbed fluoride and its decomposed products, and fluoride which has been absorbed by pentaethoxytantalum, especially after the vacuum pump exposed to the atmosphere, undergo hydrolysis. TaO which is an organic liquid or solid having high viscosity and an inorganic reaction product (solid) of pentaethoxy tantalum and fluoride gas
Comprising a mixture of 2 F. This mixture generates an acid gas and poses a danger to work safety. Further, when the mixture is washed with water, hydrofluoric acid is generated in water, which is dangerous.

【0006】[0006]

【課題を解決するための具体的手段】本発明者らは、鋭
意検討の結果、上記フッ素化分解・反応生成物を加熱す
ること、または加熱しながらClF3、F2などを作用さ
せることによりクリーニングできることを見いだし、本
発明に到達した。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above-mentioned fluorinated decomposition / reaction product is heated, or is heated and allowed to act on ClF 3 , F 2 or the like. They found that they could be cleaned and arrived at the present invention.

【0007】すなわち、本発明は、ClF3、F2、NF
3、CF3I、またはC25Iによるガスクリーニング機
構を備えたタンタルアルコキシドを原料として酸化タン
タルを製造する装置において、該装置・配管等に堆積し
たタンタルアルコキシドのフッ化物ガスによる分解・反
応生成物を50℃以上に加熱すること、または、50℃
以上に加熱し、ClF3、F2、BrF3、BrF5、IF
5、またはIF7と反応させることを特徴とする酸化タン
タル製造装置のクリーニング方法を提供するものであ
る。
That is, the present invention relates to ClF 3 , F 2 , NF
In an apparatus for producing tantalum oxide using tantalum alkoxide as a raw material, which is provided with a gas cleaning mechanism using 3 , CF 3 I or C 2 F 5 I, decomposition / reaction of tantalum alkoxide deposited on the apparatus / pipe with a fluoride gas Heating the product to 50 ° C. or above, or 50 ° C.
Heated as above, ClF 3 , F 2 , BrF 3 , BrF 5 , IF
5, or is to provide a cleaning method of a tantalum oxide manufacturing apparatus characterized by reacting an IF 7.

【0008】本発明において、上述したフッ素化分解・
反応生成物を50℃以上の温度に保ち、窒素気流中で加
熱することによりクリーニングが可能であり、配管の洗
浄頻度を低減でき、危険な洗浄作業回数を減ずることが
できる。また、加熱しながらClF3、F2などの高反応
性ガスをこのフッ素化分解・反応生成物に作用させるこ
とによりN2気流中で加熱するよりも速やかにクリーニ
ングが可能である。ここで、高反応性ガスとは、ClF
3、F2、BrF3、BrF5、IF5、またはIF7をい
う。
In the present invention, the above-mentioned fluorination decomposition
Cleaning can be performed by maintaining the reaction product at a temperature of 50 ° C. or higher and heating in a nitrogen stream, thereby reducing the frequency of cleaning pipes and reducing the number of dangerous cleaning operations. Further, by applying a highly reactive gas such as ClF 3 or F 2 to the fluorinated decomposition / reaction product while heating, cleaning can be performed more quickly than heating in a N 2 gas stream. Here, the highly reactive gas is ClF
3, F 2, BrF 3, BrF 5, refers to IF 5 or IF 7,.

【0009】本発明において、クリーニングの対象とな
るフッ素化分解・反応生成物は、その組成は、定かでな
いが、上述したようにフッ化物を吸収したペンタエトキ
シタンタル及びそのフッ素化による分解物、ペンタエト
キシタンタルに吸収されたフッ化物等であり、加水分解
を受け粘度の高い有機系の液体や固体およびペンタエト
キシタンタルとフッ化物ガスとの無機系反応生成物(固
体)であるTaO2Fとの混合物に主になっている。こ
れら分解・反応生成物は、N2気流中で加熱することに
より、10%以上分解する。加熱温度は、50℃以上が
好ましく、特に、50〜200℃の温度範囲が好まし
い。50℃未満ではクリーニングは進まず、また、20
0℃まででクリーニングは、平衡状態になり、200℃
を超えても、クリーニングは殆ど進まない。
In the present invention, although the composition of the fluorinated decomposition / reaction product to be cleaned is not known, as described above, pentaethoxytantalum which has absorbed fluoride and its fluorinated decomposition product, pentane It is a fluoride or the like absorbed by ethoxy tantalum, which is hydrolyzed to a high viscosity organic liquid or solid, or TaO 2 F which is an inorganic reaction product (solid) of pentaethoxy tantalum and fluoride gas. Mainly in mixtures. These decomposition / reaction products are decomposed by 10% or more by heating in a N 2 stream. The heating temperature is preferably 50 ° C or higher, and particularly preferably a temperature range of 50 to 200 ° C. If the temperature is lower than 50 ° C., the cleaning does not proceed.
Cleaning reaches equilibrium at 0 ° C, and 200 ° C
, Cleaning hardly proceeds.

【0010】さらに、クリーニングを促進させるため
に、上記温度範囲で高反応性ガスを流通させる。ガス濃
度は、10%以下0.001%以上が好ましい。ガス濃
度が10%以上であってもクリーニングの効果はあまり
変わらず使用するガス量が多くなり経済的でない。ま
た、0.001%以下であるとクリーニング速度が遅く
なるため好ましくない。ただし、高反応性ガスを流通さ
せる場合、150℃を超えると金属配管自体がガスとの
反応により腐食するため好ましくない。
Further, in order to promote the cleaning, a highly reactive gas is circulated in the above temperature range. The gas concentration is preferably 10% or less and 0.001% or more. Even if the gas concentration is 10% or more, the cleaning effect does not change much, and the amount of gas used increases, which is not economical. On the other hand, if the content is 0.001% or less, the cleaning speed becomes low, which is not preferable. However, when flowing a highly reactive gas, if the temperature exceeds 150 ° C., the metal pipe itself is corroded by reaction with the gas, which is not preferable.

【0011】また、圧力は、流通ガスや廃棄ガスが系外
に排出されればよく、特に限定されない。
The pressure is not particularly limited as long as the flowing gas and the waste gas are discharged out of the system.

【0012】[0012]

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に述べる
が、かかる実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0013】実施例1〜4、比較例1 Ta(OC255を熱分解してTa25を成膜する作
業と該反応器をClF3でクリーニングする作業を繰り
返し行った装置の真空ポンプの排気口に堆積した黒色の
堆積物を採取し、大気圧下N2気流中で加温して重量の
減少を測定した。その結果を表1に示した。なお、黒色
の堆積物が含有している無機物は、X線回折分析の結
果、TaO2Fであった。
[0013] Examples 1-4, Comparative Example 1 Ta (OC 2 H 5) 5 was performed to repeat the process for cleaning the work and the reactor for depositing a Ta 2 O 5 and pyrolyzed at ClF 3 device The black deposit deposited on the exhaust port of the vacuum pump was collected and heated in an N 2 stream at atmospheric pressure to measure the weight loss. The results are shown in Table 1. The inorganic substance contained in the black deposit was found to be TaO 2 F as a result of X-ray diffraction analysis.

【0014】[0014]

【表1】 [Table 1]

【0015】実施例5〜12、比較例2 Ta(OC255を熱分解してTa25を成膜する作
業と該反応器をClF3でクリーニングする作業を繰り
返し行った装置の真空ポンプの排気口に堆積した黒色の
堆積物を採取し、大気圧下N2で希釈したClF3気流中
で加温して重量の減少を測定した。その結果を表2に示
した。なお、黒色の堆積物が含有している無機物は、X
線回折分析の結果、TaO2Fであった。
[0015] Example 5-12, Comparative Example 2 Ta (OC 2 H 5) 5 was performed to repeat the process for cleaning the work and the reactor for depositing a Ta 2 O 5 and pyrolyzed at ClF 3 device The black deposit deposited on the exhaust port of the vacuum pump was sampled, heated in a stream of ClF 3 diluted with N 2 at atmospheric pressure, and the weight loss was measured. The results are shown in Table 2. The inorganic matter contained in the black deposit is X
As a result of a line diffraction analysis, it was TaO 2 F.

【0016】[0016]

【表2】 [Table 2]

【0017】実施例13 Ta(OC255を熱分解してTa25を成膜する作
業と該反応器をClF3でクリーニングする作業を繰り
返し行った装置の真空ポンプの排気口に堆積した黒色の
堆積物を採取し、大気圧下N2で0.1%に希釈したF2
気流中で20時間、100℃に加温して重量の減少を測
定した。その結果、56wt%の減量効果が得られた。
なお、黒色の堆積物が含有している無機物は、X線回折
分析の結果、TaO2Fであった。
Example 13 An exhaust port of a vacuum pump of an apparatus in which the operation of thermally decomposing Ta (OC 2 H 5 ) 5 to form a film of Ta 2 O 5 and the operation of cleaning the reactor with ClF 3 were repeated. the deposited black deposits were collected, diluted to 0.1% under atmospheric pressure N 2 was F 2
The weight loss was measured by heating to 100 ° C. for 20 hours in an air stream. As a result, a weight reduction effect of 56 wt% was obtained.
The inorganic substance contained in the black deposit was found to be TaO 2 F as a result of X-ray diffraction analysis.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明の方法により、酸化タンタル製造
装置及び該装置に接続した配管内に付着もしくは堆積し
たタンタルアルコキシドとクリーニングガスとの反応に
よる分解・反応生成物を容易に除去できる。
According to the method of the present invention, it is possible to easily remove the decomposition / reaction products caused by the reaction between the cleaning gas and the tantalum alkoxide attached or deposited in the tantalum oxide producing apparatus and the pipe connected to the apparatus.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川島 忠幸 埼玉県川越市今福中台2805番地 セントラ ル硝子株式会社化学研究所内 (72)発明者 田村 哲也 埼玉県川越市今福中台2805番地 セントラ ル硝子株式会社化学研究所内 Fターム(参考) 3B116 AA13 AB53 BB82 CC05 4G048 AA02 AB01 AB03 AC02 AD02 AE08 4K030 AA02 AA04 BA42 CA02 DA03 JA10 5F058 BC03 BF03 BF27 BH20  ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Tadayuki Kawashima 2805 Imafukunakadai, Kawagoe City, Saitama Prefecture Inside the Chemical Research Laboratory (72) Inventor Tetsuya Tamura 2805 Imafukunakadai, Kawagoe City, Saitama Prefecture Central Glass F-term in Chemical Research Institute Co., Ltd. (reference) 3B116 AA13 AB53 BB82 CC05 4G048 AA02 AB01 AB03 AC02 AD02 AE08 4K030 AA02 AA04 BA42 CA02 DA03 JA10 5F058 BC03 BF03 BF27 BH20

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ClF3、F2、NF3、CF3I、または
25Iによるガスクリーニング機構を備えたタンタル
アルコキシドを原料として酸化タンタルを製造する装置
において、該装置・配管等に堆積したタンタルアルコキ
シドのフッ化物ガスによる分解・反応生成物を50℃以
上に加熱することを特徴とする酸化タンタル製造装置の
クリーニング方法。
1. An apparatus for producing tantalum oxide from a tantalum alkoxide provided with a gas cleaning mechanism using ClF 3 , F 2 , NF 3 , CF 3 I or C 2 F 5 I. A method for cleaning a tantalum oxide producing apparatus, comprising heating a decomposition / reaction product of a deposited tantalum alkoxide by a fluoride gas to 50 ° C. or higher.
【請求項2】 ClF3、F2、NF3、CF3I、または
25Iによるガスクリーニング機構を備えたタンタル
アルコキシドを原料として酸化タンタルを製造する装置
において、該装置・配管等に堆積したタンタルアルコキ
シドのフッ化物ガスによる分解・反応生成物を50℃以
上に加熱し、ClF3、F2、BrF3、BrF5、I
5、またはIF7と反応させることを特徴とする酸化タ
ンタル製造装置のクリーニング方法。
2. An apparatus for producing tantalum oxide from tantalum alkoxide having a gas cleaning mechanism using ClF 3 , F 2 , NF 3 , CF 3 I, or C 2 F 5 I as a raw material. The decomposition / reaction product of the deposited tantalum alkoxide by the fluoride gas is heated to 50 ° C. or more, and ClF 3 , F 2 , BrF 3 , BrF 5 , I
A method for cleaning a tantalum oxide manufacturing apparatus, comprising reacting with F 5 or IF 7 .
JP11226128A 1999-08-10 1999-08-10 Method for cleaning tantalum oxide production unit Pending JP2001048542A (en)

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