JPS6348571B2 - - Google Patents

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JPS6348571B2
JPS6348571B2 JP60125114A JP12511485A JPS6348571B2 JP S6348571 B2 JPS6348571 B2 JP S6348571B2 JP 60125114 A JP60125114 A JP 60125114A JP 12511485 A JP12511485 A JP 12511485A JP S6348571 B2 JPS6348571 B2 JP S6348571B2
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JP
Japan
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nitrogen
titanium
fluoride
gas
nitrogen trifluoride
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Expired
Application number
JP60125114A
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English (en)
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JPS61287424A (ja
Inventor
Koichi Katamura
Kyomitsu Sugano
Hidetoshi Nakayama
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Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、三弗化窒素および/またはその分解
物を含む窒素弗化物を金属チタンと接触、反応さ
せることにより、該窒素弗化物中の弗素をチタン
弗化物として除去する方法に関する。
従来の技術と問題点 三弗化窒素は、化学レーザーの弗素源として、
或は、超LSI用ドライエツチングガスとして注目
されている有用なガスである。三弗化窒素は、常
温では、物理的、化学的に安定なガスであるが、
熱、紫外線、電気放電等、適当な条件下では、分
解し、分解生成物として、四弗化二窒素、二弗化
二窒素、二弗化窒素、六弗化二窒素等の窒素弗化
物或は弗素ガス等が生成する。
三弗化窒素は、許容濃度10ppm(TWA―TLV)
の毒性ガスであり、その分解生成物中には更に毒
性の強いガスが含まれる。
従つて、三弗化窒素を有効な目的に使用するた
めには、三弗化窒素或は、さらに有毒な窒素弗化
物等を、分解、除去し、無害化する方法が不可欠
である。
従来、三弗化窒素或は窒素弗化物を分解する方
法として、 (1) 高温の活性炭と接触させる方法 〔J.Massonne et.al,Angew.Chem.78,336
(1966)〕 (2) 加熱した金属銅と接触させる方法 〔C.B.Colburn et.al,J.Am.Chem.Soc.80
5004(1958)〕 (3) 炭化水素を燃料としたバーナー炎を通す方法 等が知られている。
ところで、(1)の方法では三弗化窒素を、安全な
窒素と、四弗化炭素に完全に分解するために、
500℃以上の高温を要し、しかも炭素との激しい
反応の為、反応中に爆発の危険をともなう。
(2)の方法では380℃程度の温度では、三弗化窒
素の分解率40〜60%程度と低く、しかも、分解生
成物として三弗化窒素よりもさらに活性な弗化物
である四弗化二窒素を生じる。
(3)の方法では、分解と同時に弗化水素、及び窒
素酸化物が生成するため、ひきつづき、これら副
生物の処理が必要である。
等の処理を有していた。
発明が解決しようとする問題点 本発明は、上記の事情を考慮し、特に高い反応
温度を必要とせず、しかも、危険な副生物を排出
しない、安全で簡便な、三弗化窒素および/また
はその分解物を含む窒素弗化物の処理方法の提供
を目的としている。
問題点を解決するための手段 上記目的を達成するため、検討を重ねた結果、
本発明者らは、三弗化窒素および/またはその分
解物を含む窒素弗化物を、金属チタンと接触、反
応させることにより、窒素弗化物中の弗素を、チ
タン弗化物として、きわめて効率よく除去できる
ことを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明の要旨は三弗化窒素および/
またはその分解物を含む窒素弗化物を金属チタン
と200℃以上の温度、好ましくは250〜400℃の温
度で接触・反応させ、該窒素弗化物中の弗素をチ
タン弗化物として除去することを特徴とする、窒
素弗化物の処理方法にある。
チタン弗化物としては、一般に三弗化チタン
(青色固体、昇華温度900℃以上)および四弗化チ
タン(白色固体、昇華温度284℃)が知られてい
る。本発明の方法で生成するのは、殆どが、昇華
温度の低い四弗化チタンであるため、反応でチタ
ン表面に生じる四弗化チタンは、ただちに気化
し、常に新しいチタン表面が露出されるため、反
応の効率は非常によく、チタンを有効に利用する
ことができる。
本発明の方法における反応例を以下に示す。
NF3+3/4Ti→1/2N2+3/4TiF4 (1) 処理される窒素弗化物が、四弗化二窒素、二弗
化二窒素、二弗化窒素、六弗化二窒素等の窒素弗
化物の場合も、(1)式と同様の反応が進行し、窒素
弗化物中の弗素を、四弗化チタンとして固定する
ことができる。
ガス状の四弗化チタンは、冷却することにより
固体状四弗化チタンとして容易に排出ガスより回
収、除去でき、また、水或はアルカリ水溶液等に
よる洗浄等の方法により、除去する事も可能で、
特にその方法を限定するものではない。
使用される金属チタンは、通常のスポンジチタ
ン等、入手の容易なものでよく、特殊な処理、加
工等は必要でない。その形状は、特に限定され
ず、粒状、棒状、ワイヤー状、等操作性の良い形
状であればよい。
本発明の方法で処理されるガス組成物中の窒素
弗化物の濃度は、特に範囲を限定されるものでな
く、本発明の方法により、容易に許容濃度以下ま
で窒素弗化物濃度を減じ、該ガス組成物を無害化
することができる。
窒素弗化物を含むガス組成物中に共存するガス
成分としては、窒素、ヘリウム、アルゴン、キセ
ノン等の不活性ガス、通常のドライエツチングに
使用されるフロン13、フロン14、フロン23、フロ
ン115、フロン116、フロン218等のフロン類、或
はエツチング排ガスや化学レーザーの排ガスに含
まれる四弗化ケイ素、フツ素、フツ化水素等、こ
れらのガスのうち、一種或は複数種が共存しても
さしつかえない。
窒素弗化物と金属チタンの反応温度は200℃以
上、特に250〜400℃が好ましい。200℃以下の温
度では、生成する四弗化チタンの蒸気圧が低く、
チタン表面を固体状四弗化チタンが覆い反応の進
行を阻害する点から好ましくない。
また、反応温度を高温にしてゆくと、不活性ガ
スを除き、共存ガスも反応に関与し、反応器内の
局所過熱状態或はチタン表面への堆積物の蓄積が
生じるため、反応器の材質面、金属チタンの反応
効率面、或いはエネルギー的な面から好ましいと
はいえない。しかし、このような場合にはガス組
成物中の窒素弗化物(活性弗化物が共存する場合
にはこれも含む)濃度を、窒素、ヘリウム、アル
ゴン等の不活性ガスで希釈し、窒素弗化物濃度30
〜10vol%以下に減じることにより、このような
局所過熱を防ぐことができる。反応の方法は、特
に限定されるものではないが、通常の流通式が装
置も簡便で操作も容易である。
本発明の方法にもとづく装置の例を、概略図と
して第1図に示した。
実施例 以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明す
る。
[実施例 1] 内径20mm〓のニツケル製反応管に、4〜8mesh
の粒状スポンジチタンを60g充填し、外部からヒ
ータにより反応管を330℃に保持した。三弗化窒
素10vol%、窒素90vol%の組成の混合ガスを24
/hrの流量にて導入し、6時間連続処理を行な
つた。生成ガスは内容積300mlの内部冷却器を備
えたチタン弗化物捕集容器でチタン弗化物を固
化、回収した後、水酸化カリウム水溶液で洗浄し
た。排出ガスを、経時的に分析を行なつた結果、
排出ガス中の成分は窒素のみであり、三弗化窒素
は検出されなかつた。
また、6時間経過後、湿式スクラバー内の水溶
液中には、チタン成分は検出されなかつた。
[実施例 2] 反応温度310℃とした他は、実施例1と同様の
装置、同様のチタン充填量にて、ガス組成物の処
理を行なつた。三弗化窒素20vol%、フロン115
80vol%の組成を有する混合ガスを9/hrの流
量にて導入し、8時間連続して処理を行なつた。
排出ガスを経時的に分析した結果、排出ガス中
の成分は、窒素11vol%、フロン115 89vol%であ
り、三弗化窒素は検出されなかつた。
[実施例 3] 実施例1と同様の装置、チタン充填量、実施例
2と同様の反応温度にて、ガス組成物の処理を行
なつた。
三弗化窒素10vol%、四弗化ケイ素0.5vol%、
ヘリウム89.5vol%の組成を有する混合ガスを18
/hrの流量にて導入し、8時間連続して処理を
行なつた。
排出ガスを経時的に分析した結果、排出ガス中
の成分は、窒素約5%、ヘリウム約95%であり、
三弗化窒素、及び四弗化ケイ素は検出されなかつ
た。
[実施例 4] 反応温度300℃とした他は、実施例1と同様の
装置、同様のチタン充填量にて、ガス組成物の処
理を行なつた。
三弗化窒素を希釈せず単独で1.2/hrの流量
で導入し、10時間連続して処理を行なつた。
排出ガスを経時的に分析した結果、排出ガス中
の成分は、窒素のみであり、三弗化窒素は検出さ
れなかつた。
[実施例 5] 反応温度310℃とした他は、実施例1と同様の
装置、同様のチタン充填量にて、ガス組成物の処
理を行なつた。三弗化窒素60vol%、二弗化二窒
素3vol%、窒素37vol%の組成を有する混合ガス
を3/hrの流量にて導入し、8時間連続して処
理を行なつた。
排出ガスを経時的に分析した結果、排出ガス中
の成分は窒素のみであり、三弗化窒素、二弗化二
窒素は検出されなかつた。
[実施例 6] 反応温度300℃とした他は、実施例1と同様の
装置、同様のチタン充填量にて、ガス組成物の処
理を行なつた。
三弗化窒素49vol%、弗素1vol%、弗化水素
49vol%の組成を有する混合ガスを2.4/hrの流
量にて導入し、8時間連続して処理を行なつた。
排出ガスを経時的に分析した結果、排出ガス中
の成分は窒素のみであり、弗素、弗化水素及び三
弗化窒素は検出されなかつた。
発明の効果 以上述べたように、本発明は、窒素弗化物中の
弗素をチタン弗化物として回収することにより、
きわめて効率よく、しかも簡便、安全、経済的に
窒素弗化物を処理する方法を提供するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法による装置の例を示す図
である。 1…チタン充填反応管、2…四弗化チタン捕集
装置、3…湿式スクラバー、4…ガス入口、5…
ガス出口、6…冷却管。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 三弗化窒素および/またはその分解物を含む
    窒素弗化物を金属チタンと200℃以上の温度で接
    触させ、前記窒素弗化物中の弗素をチタン弗化物
    として除去することを特徴とする窒素弗化物の処
    理方法。
JP60125114A 1985-06-11 1985-06-11 窒素弗化物の処理方法 Granted JPS61287424A (ja)

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