JPH11116214A - 三フッ化窒素ガスの精製方法 - Google Patents
三フッ化窒素ガスの精製方法Info
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- JPH11116214A JPH11116214A JP28564397A JP28564397A JPH11116214A JP H11116214 A JPH11116214 A JP H11116214A JP 28564397 A JP28564397 A JP 28564397A JP 28564397 A JP28564397 A JP 28564397A JP H11116214 A JPH11116214 A JP H11116214A
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- Japan
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- nitrogen trifluoride
- gas
- metal fluoride
- dinitrogen difluoride
- gaseous nitrogen
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 三フッ化窒素ガス中の二フッ化二窒素ガスを
除去精製する方法を提供する。 【解決手段】 温度１５０〜３５０℃の範囲で、三フッ
化窒素ガス中に含まれる二フッ化二窒素ガスと金属フッ
化物とを接触反応させる。
除去精製する方法を提供する。 【解決手段】 温度１５０〜３５０℃の範囲で、三フッ
化窒素ガス中に含まれる二フッ化二窒素ガスと金属フッ
化物とを接触反応させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】半導体製造装置であるＣＶＤ
チャンバー内のクリーニングガスとして使用される三フ
ッ化窒素ガスの高純度化に関するもので、さらに詳しく
は、三フッ化窒素ガスの不純物である二フッ化二窒素ガ
スの除去精製方法に関する。
チャンバー内のクリーニングガスとして使用される三フ
ッ化窒素ガスの高純度化に関するもので、さらに詳しく
は、三フッ化窒素ガスの不純物である二フッ化二窒素ガ
スの除去精製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】三フ
ッ化窒素（ＮＦ3）ガスは、近年、半導体クリーニング
ガス、エッチングガスとして使用されており、純度の高
いものが要求されている。
ッ化窒素（ＮＦ3）ガスは、近年、半導体クリーニング
ガス、エッチングガスとして使用されており、純度の高
いものが要求されている。
【０００３】三フッ化窒素ガスは種々の方法で製造さ
れ、例えば、銅触媒の存在下にアンモニアをフッ素化
する（ＵＳＰ３，２１４，２３７号公報）、窒素ガス
とフッ素ガスをプラズマアーク中で反応させる方法（Ｕ
ＳＰ３，３０４，２４８号公報）、アンモニアとフッ
化水素を酸性フッ化アンモニウム中に供給しながら電気
分解する方法（「ＤＥＮＫＩ ＫＡＧＡＫＵ」５９，Ｎ
ｏ５，ｐ−３７２）、さらにアンモニウム塩とフッ素の
反応、等で製造される。いずれの方法においても、目的
物である三フッ化窒素ガスの他に、微量の二フッ化二窒
素（Ｎ2Ｆ2）が副生するため、三フッ化窒素ガス中より
除去しなければならない。
れ、例えば、銅触媒の存在下にアンモニアをフッ素化
する（ＵＳＰ３，２１４，２３７号公報）、窒素ガス
とフッ素ガスをプラズマアーク中で反応させる方法（Ｕ
ＳＰ３，３０４，２４８号公報）、アンモニアとフッ
化水素を酸性フッ化アンモニウム中に供給しながら電気
分解する方法（「ＤＥＮＫＩ ＫＡＧＡＫＵ」５９，Ｎ
ｏ５，ｐ−３７２）、さらにアンモニウム塩とフッ素の
反応、等で製造される。いずれの方法においても、目的
物である三フッ化窒素ガスの他に、微量の二フッ化二窒
素（Ｎ2Ｆ2）が副生するため、三フッ化窒素ガス中より
除去しなければならない。
【０００４】三フッ化窒素中の二フッ化二窒素を除去す
る方法としては、例えば二フッ化二窒素ガスを含む三フ
ッ化窒素ガスを加熱したニッケル等の金属と接触させる
方法（特公昭５９−１５０８１号公報）がある。この方
法は、ニッケル金属の表面において、二フッ化二窒素ガ
スを脱フッ素化させ、フッ化ニッケルと窒素が生成し、
ニッケル金属の表面がフッ化ニッケルの被膜で覆われる
と脱フッ素化の効果がなくなる。したがって工業的に行
う場合、一旦容器より、ニッケルを取り出し表面の再生
を行わなければならない。また、フッ化ニッケルでコー
ティングした容器中や該容器中に固体フッ化物を充填し
た層を加熱することにより接触分解する方法（特公平４
−７１８４２号公報、特公平４−７１８４３号公報等）
がある。この方法ではＮ2Ｆ2が分解してフッ素と窒素が
生成し、後の精製工程でこれらを除かなければならな
く、精製工程の負担が大きくなる。さらに、酸性ヨウ化
カリ溶液と反応させる方法もあるが、この方法は、水溶
液と接触させることから、二フッ化二窒素を除去した
後、三フッ化窒素中に含まれる飽和水を脱水しなければ
ならなく、工程数が増してくる。その他、活性炭やモレ
キュラシーブ等の吸着剤を用い二フッ化二窒素ガスを吸
着除去する方法（特公平２−４２７６６号公報）がある
が、この方法においては、多量の三フッ化窒素ガスも吸
着され、吸着剤を再生する際、この吸着された三フッ化
窒素が損失する。以上、これらの方法において、二フッ
化二窒素ガスは、最終的に反応によって他のフッ化物と
窒素に分解されるか、また回収されないまま廃棄され
る。
る方法としては、例えば二フッ化二窒素ガスを含む三フ
ッ化窒素ガスを加熱したニッケル等の金属と接触させる
方法（特公昭５９−１５０８１号公報）がある。この方
法は、ニッケル金属の表面において、二フッ化二窒素ガ
スを脱フッ素化させ、フッ化ニッケルと窒素が生成し、
ニッケル金属の表面がフッ化ニッケルの被膜で覆われる
と脱フッ素化の効果がなくなる。したがって工業的に行
う場合、一旦容器より、ニッケルを取り出し表面の再生
を行わなければならない。また、フッ化ニッケルでコー
ティングした容器中や該容器中に固体フッ化物を充填し
た層を加熱することにより接触分解する方法（特公平４
−７１８４２号公報、特公平４−７１８４３号公報等）
がある。この方法ではＮ2Ｆ2が分解してフッ素と窒素が
生成し、後の精製工程でこれらを除かなければならな
く、精製工程の負担が大きくなる。さらに、酸性ヨウ化
カリ溶液と反応させる方法もあるが、この方法は、水溶
液と接触させることから、二フッ化二窒素を除去した
後、三フッ化窒素中に含まれる飽和水を脱水しなければ
ならなく、工程数が増してくる。その他、活性炭やモレ
キュラシーブ等の吸着剤を用い二フッ化二窒素ガスを吸
着除去する方法（特公平２−４２７６６号公報）がある
が、この方法においては、多量の三フッ化窒素ガスも吸
着され、吸着剤を再生する際、この吸着された三フッ化
窒素が損失する。以上、これらの方法において、二フッ
化二窒素ガスは、最終的に反応によって他のフッ化物と
窒素に分解されるか、また回収されないまま廃棄され
る。
【０００５】
【課題を解決するための具体的手段】本発明者は、三フ
ッ化窒素ガス中の不純物である二フッ化二窒素ガスを除
去する方法について鋭意検討を行った結果、特定のフッ
化物を用いることにより選択的に除去できることを見出
し本発明に到達した。
ッ化窒素ガス中の不純物である二フッ化二窒素ガスを除
去する方法について鋭意検討を行った結果、特定のフッ
化物を用いることにより選択的に除去できることを見出
し本発明に到達した。
【０００６】すなわち本発明は、三フッ化窒素ガス中に
含まれる二フッ化二窒素ガスと金属フッ化物とを１５０
〜３５０℃の温度範囲で接触させ、二フッ化二窒素ガス
を反応除去することを特徴とする三フッ化窒素ガスの精
製方法で、特に金属フッ化物が、ＣｏＦ3、ＫＣｏＦ4、
Ｋ2ＮｉＦ6・ＫＦ、ＣｅＦ4、ＩｒＦ6のうち少なくとも
１種以上の化合物であることを特徴とする三フッ化窒素
ガスの精製方法を提供するものである。
含まれる二フッ化二窒素ガスと金属フッ化物とを１５０
〜３５０℃の温度範囲で接触させ、二フッ化二窒素ガス
を反応除去することを特徴とする三フッ化窒素ガスの精
製方法で、特に金属フッ化物が、ＣｏＦ3、ＫＣｏＦ4、
Ｋ2ＮｉＦ6・ＫＦ、ＣｅＦ4、ＩｒＦ6のうち少なくとも
１種以上の化合物であることを特徴とする三フッ化窒素
ガスの精製方法を提供するものである。
【０００７】本発明は、不純物の二フッ化二窒素ガス
を、フッ素化し、三フッ化窒素ガスとするもので、フッ
素化剤として、金属フッ化物を用いるものである。本発
明で用いられる金属フッ化物としては、ＣｏＦ3、ＫＣ
ｏＦ4、Ｋ2ＮｉＦ6・ＫＦ、ＣｅＦ４、ＩｒＦ6等があ
る。例えばＣｏＦ3を用いた場合の反応を下記の反応式
（１）に示す。１価、２価の低次金属のフッ化物では、
Ｎ2Ｆ2をフッ素化する能力がなく、Ｎ2Ｆ2が分解してし
まう。その他のフッ化物では、高温を必要とし、その場
合、三フッ化窒素ガスの分解が起こり好ましくない。 反応式（１） Ｎ2Ｆ2＋４ＣｏＦ3→２ＮＦ3＋４ＣｏＦ2
を、フッ素化し、三フッ化窒素ガスとするもので、フッ
素化剤として、金属フッ化物を用いるものである。本発
明で用いられる金属フッ化物としては、ＣｏＦ3、ＫＣ
ｏＦ4、Ｋ2ＮｉＦ6・ＫＦ、ＣｅＦ４、ＩｒＦ6等があ
る。例えばＣｏＦ3を用いた場合の反応を下記の反応式
（１）に示す。１価、２価の低次金属のフッ化物では、
Ｎ2Ｆ2をフッ素化する能力がなく、Ｎ2Ｆ2が分解してし
まう。その他のフッ化物では、高温を必要とし、その場
合、三フッ化窒素ガスの分解が起こり好ましくない。 反応式（１） Ｎ2Ｆ2＋４ＣｏＦ3→２ＮＦ3＋４ＣｏＦ2
【０００８】本発明で使用するＣｏＦ3、ＫＣｏＦ4、Ｋ
2ＮｉＦ6・ＫＦ、ＣｅＦ4、ＩｒＦ6等の金属フッ化物
は、接触面積をできるだけ確保するために、平均粒径１
μｍ〜数ｍｍのものが好ましい。また、ＣｏＦ3、ＫＣ
ｏＦ4、Ｋ2ＮｉＦ6・ＫＦ、ＣｅＦ4、ＩｒＦ6等との反
応は、特に限定されないが、ニッケルやニッケル合金の
パイプまたはステンレスパイプ等に充填して用いること
が好適である。また、ＣｏＦ3、ＫＣｏＦ4、Ｋ2ＮｉＦ6
・ＫＦ、ＣｅＦ4、ＩｒＦ6等との反応させる温度は、１
５０〜３５０℃が好ましく、最適には１５０〜３００℃
の温度範囲である。なお、１５０℃以下では、完全に二
フッ化二窒素ガスを完全にフッ素化することができず、
一部未反応の二フッ化二窒素ガスが残り、３５０℃以上
では、一部、三フッ化窒素ガスが分解するため三フッ化
窒素ガスの収率が低下するため好ましくない。
2ＮｉＦ6・ＫＦ、ＣｅＦ4、ＩｒＦ6等の金属フッ化物
は、接触面積をできるだけ確保するために、平均粒径１
μｍ〜数ｍｍのものが好ましい。また、ＣｏＦ3、ＫＣ
ｏＦ4、Ｋ2ＮｉＦ6・ＫＦ、ＣｅＦ4、ＩｒＦ6等との反
応は、特に限定されないが、ニッケルやニッケル合金の
パイプまたはステンレスパイプ等に充填して用いること
が好適である。また、ＣｏＦ3、ＫＣｏＦ4、Ｋ2ＮｉＦ6
・ＫＦ、ＣｅＦ4、ＩｒＦ6等との反応させる温度は、１
５０〜３５０℃が好ましく、最適には１５０〜３００℃
の温度範囲である。なお、１５０℃以下では、完全に二
フッ化二窒素ガスを完全にフッ素化することができず、
一部未反応の二フッ化二窒素ガスが残り、３５０℃以上
では、一部、三フッ化窒素ガスが分解するため三フッ化
窒素ガスの収率が低下するため好ましくない。
【０００９】また、本発明の一例である反応に使用した
ＣｏＦ2は、充填パイプより取り出すことなく、フッ素
と反応させることによりＣｏＦ3へ再生することがで
き、繰り返し使用することが可能である。
ＣｏＦ2は、充填パイプより取り出すことなく、フッ素
と反応させることによりＣｏＦ3へ再生することがで
き、繰り返し使用することが可能である。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
が、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
【００１１】実施例１〜３、比較例１ ＣｏＦ3３０ｇを充填したニッケル管（１／２インチφ
×６００Ｌ）を所定の温度まで加熱し、不純物としてＮ
2Ｆ2約１００ｐｐｍ含む三フッ化窒素を５０ｃｃ／ｍｉ
ｎで流し反応管出口のガスをガスクロで分析した。これ
らの結果を表１に示した。
×６００Ｌ）を所定の温度まで加熱し、不純物としてＮ
2Ｆ2約１００ｐｐｍ含む三フッ化窒素を５０ｃｃ／ｍｉ
ｎで流し反応管出口のガスをガスクロで分析した。これ
らの結果を表１に示した。
【００１２】反応に使用したフッ化コバルトは、平均粒
径２０μｍのＣｏＦ2を３００℃でフッ素ガスによりフ
ッ素化し、ＣｏＦ3としたものを用いた。
径２０μｍのＣｏＦ2を３００℃でフッ素ガスによりフ
ッ素化し、ＣｏＦ3としたものを用いた。
【００１３】
【表１】
【００１４】実施例４〜５、比較例２ ＣｏＦ3３０ｇを充填したニッケル管（１／２インチ×
６００ｍｍＬ）を所定の温度に加熱し、不純物としてＮ
2Ｆ2２.５ｖｏｌ％含む三フッ化窒素ガスを５０ｃｃ／
ｍｉｎで流し反応管出口のガスをガスクロで分析した。
これらの結果を表２に示した。
６００ｍｍＬ）を所定の温度に加熱し、不純物としてＮ
2Ｆ2２.５ｖｏｌ％含む三フッ化窒素ガスを５０ｃｃ／
ｍｉｎで流し反応管出口のガスをガスクロで分析した。
これらの結果を表２に示した。
【００１５】
【表２】
【００１６】
【発明の効果】本発明の方法により、三フッ化窒素ガス
の分解もなく、低温でかつ容易に、二フッ化二窒素ガス
を除去できる。
の分解もなく、低温でかつ容易に、二フッ化二窒素ガス
を除去できる。
Claims (2)
- 【請求項１】 三フッ化窒素ガス中に含まれる二フッ化
二窒素ガスと、金属フッ化物とを１５０〜３５０℃の温
度範囲で接触させ、二フッ化二窒素ガスを反応除去する
ことを特徴とする三フッ化窒素ガスの精製方法。 - 【請求項２】 金属フッ化物が、ＣｏＦ3、ＫＣｏＦ4、
Ｋ2ＮｉＦ6・ＫＦ、ＣｅＦ4、ＩｒＦ6のうち少なくとも
１種以上の化合物であることを特徴とする請求項１記載
の三フッ化窒素ガスの精製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28564397A JP3402574B2 (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 三フッ化窒素ガスの精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28564397A JP3402574B2 (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 三フッ化窒素ガスの精製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11116214A true JPH11116214A (ja) | 1999-04-27 |
| JP3402574B2 JP3402574B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=17694196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28564397A Expired - Fee Related JP3402574B2 (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 三フッ化窒素ガスの精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3402574B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004307261A (ja) * | 2003-04-07 | 2004-11-04 | Central Glass Co Ltd | 二フッ化キセノンの精製方法 |
-
1997
- 1997-10-17 JP JP28564397A patent/JP3402574B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004307261A (ja) * | 2003-04-07 | 2004-11-04 | Central Glass Co Ltd | 二フッ化キセノンの精製方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3402574B2 (ja) | 2003-05-06 |
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