JPH0365219A - 三フッ化窒素含有ガスの除害方法 - Google Patents

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、三フッ化窒素含有ガスの除害方法に関するも
のである。

［従来の技術］ 近年、ドライエツチング用のガスあるいはＣＶＤ原料と
して、三フッ化窒素、六フッ化タングステン、六フッ化
イオウ等の気体状の無機フッ化物が用いられている。

無機フッ化物の中でも、三フッ化窒素は、以下のような
点で特に注目されている。三フッ化窒素は、ＮＦＩ−Ｆ
の結合エネルギーがＣＦｓ−Ｆの結合エネルギーの約半
分であるため、フロン１４等より少ない放電エネルギー
でプラズマ状態となり、ドライエツチング速度が増大す
るとされている。また、三フッ化窒素は１分子中に炭素
を含まないことから、ウェハー表面への炭素汚染がない
。

また最近では、三フッ化窒素は、ＣＶＤ装置のチャンバ
ークリーニング用ガスとしても注目されており、特にメ
タルＣＶＤ装置や低温酸化膜ＣＶＤ装置のチャンバー内
に堆積した、タングステン、ケイ化タングステン、酸化
ケイ素、多結晶シリコン等をプラズマウエッチングで除
去するクリーニング用ガスとして、今後需要が増大する
。ものと考えられている。

［発明が解決しようとする課題］ 三フッ化窒素は、−酸化炭素と類似した毒性を有し、Ｔ
、Ｗ、Ａ、値（１日８時間、１週４０時間労働作業環境
許容濃度）は１０ｐｐｍであり、排出ガス中の残存三フ
ッ化窒素を少なくともｌ。

ｐｐ＋ｍ以下にする必要がある。

三フッ化窒素は安定な化合物であり、１００℃以下の濃
度ではほとんどの酸や塩基性水溶液と反応しないため、
従来から考えられている処理方法としては、例えば都市
ガス等の可燃性ガスと混合燃焼することにより分解処理
する方法がある。しかし、この方法では、三フッ化窒素
を完全に分解することは困難で、コスト面や運転管理面
でも最善の方法とはいえず、簡便な処理方法が望まれて
いた。

他に、三フッ化窒素の処理方法については、三フッ化窒
素をＳｉ、　Ｂ、　Ｗ、　Ｍｏ、　Ｖ、　Ｓｅ、　Ｔｅ
、　Ｇｅまたはこれらの非酸化物系化合物と反応させる
方法（特公昭６３−４８５７０　）　、炭素と反応させ
る方法（特開昭６２−２３７９２９）等が報告されてい
る。これらの方法は、反応条件を整えるのが難しく処理
効率を高めることが困難である。また、反応の副生成物
こして、ＣＯＦ２等の毒性物質が発生する可能性があっ
た。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題点を排除して、効率よく簡便かつ
安全に、三フッ化窒素を含有する気体を処理し、大気汚
染または作業環境上問題のないよう無害化する処理方法
の提供を目的としている。

すなわち、本発明の要旨は、三フッ化窒素を含有する気
体と塩化水素とを混合し、三フッ化窒素を塩化水素と反
応させて分解する三フッ化窒素含有ガスの除害方法にあ
る。

三フッ化窒素を塩化水素と反応させる温度は１００℃以
上であることが好ましい、１００℃未満の温度では、反
応が十分進まないおそれがあるので好ましくない。温度
が高くなるほど反応の進行には有利であるが、温度が高
くなるほど装置が複雑になり取り扱いも面倒になるので
、反応は１０００℃以下で行うのが好ましい。特に好ま
しい温度は、３００〜５００℃である。

本発明において、具体的には次のような方法で、三フッ
化窒素を塩化水素と反応させるのが好ましい、まず三フ
ッ化窒素を含有する気体に気相状の塩化水素を混合する
。この塩化水素は１００％のものでも良く、水や他の不
活性ガス等を含むものでも良い。しかるのちにこの混合
気体を反応器に導いて、気相で反応させる。三フッ化窒
素と塩化水素は、反応器内で混合しても差し支えない。

反応器は、特に限定されず、例えば円筒状の反応容器の
周りに加熱装置を設けたものが好ましく用いられる。こ
の反応容器内における混合気体の滞留時間は、１０〜６
０秒が好ましい。滞留時間が、１０秒に満たない場合は
、反応が十分に進行しないおそれがあり、逆に６０秒を
超える場合は、いたずらに反応装置が大型になるおそれ
があるので、それぞれ好ましくない。

三フッ化窒素は以下の式に従って塩化水素と反応すると
考えられる。

２ＮＦ、　＋　６）ＩＣＩ→　Ｎ＊　＋　３（：Ｌ　＋
６ＨＦ上記の生成物は、公知の処理方法、例えばアルカ
リ洗浄等で容易に除去することができる。また、これら
の生成物は、いずれも気体ないし液体であるので、反応
装置を閉塞するなどの問題がない。

三フッ化窒素を含む気体と混合する塩化水素の量は、上
記の反応式において、三フッ化窒素に対して塩化水素が
過剰であることが好ましい、未反応の過剰な塩化水素は
、アルカリ洗浄等で反応生成物と同様に、容易に除去す
ることができる。

本発明方法においては、三フッ化窒素を含有する気体と
しては、三フッ化窒素１００％の気体でも、他の気体が
含まれるものでも良い、共存する気体は限定されるもの
ではなく、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス、
あるいは他のドライエツチングガス（フロン類、塩化物
等）または酸素、塩素、フッ化水素等いずれも共存して
差し支えない。

［実施例］ モノシランと六フッ化タングステンの混合ガスにより、
シリコンウェハー上に、ケイ化タングステン膜を生成さ
せる操作を行った後のＣＶＤ装置内に、三フッ化窒素（
純度９９．９％以上）を２００ｍＩ２／分の流量で導入
し、ＣＶＤ装置のチャンバー内壁に堆積したケイ化タン
グステンを、プラズマエツチングで除去した。この時チ
ャンバーから排出される排ガスは、三フッ化窒素を約２
％含むものであった。

この排ガス２０００１β／分に１００％塩化水素ガス５
０＋ｎＩ２／分を混合して、内径２７ｍｍ、長さ３００
ｍｍの反応管を通過させた。反応管は外部ヒーターで５
００℃に保持した。反応管を通過した後の排ガス中の三
フッ化窒素の濃度は、ガスクロマトグラフ分析した結果
、検出限界（ｉｐｐｍ）以下であった。そして１、この
値は、３０分間連続して排ガスを通過させても変わらな
かった。

［発明の効果］ 本発明方法により、三フッ化窒素を含有する気体を効率
よく簡便に処理して、三フッ化窒素を除害することがで
きる。さらに本発明方法は、爆発性あるいは毒性等を有
するガスの創製もなく安全に実施することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）三フッ化窒素を含有する気体と塩化水素とを混合
   し、三フッ化窒素を塩化水素と反応させて分解する三フ
   ッ化窒素含有ガスの除害方法。
2. （２）三フッ化窒素と塩化水素を１００℃以上の温度に
   おいて気相で反応させる請求項１の除害方法。