JPH0242766B2

JPH0242766B2 -

Info

Publication number: JPH0242766B2
Application number: JP8879985A
Authority: JP
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1990-09-26
Also published as: JPS61247609A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、超LSI用ドライエツチングガス等の
用途に適する高純度三弗化窒素の製造方法に関す
る。

さらに詳しくは、二弗化二窒素（N₂F₂）或は
二弗化二窒素と亜酸化窒素（N₂O）を含む三弗
化二窒素（NF₃）を、活性炭と接触させることに
より、二弗化二窒素或は二弗化二窒素と亜酸化窒
素を一工程で除去し、三弗化窒素を精製する方法
に関する。

従来の技術と問題点三弗化窒素は、化学レーザーのフツ素源とし
て、或はCVD装置のクリーニングガスとして用
いられ、中でも近年、超LSI用ドライエツチング
ガスとして、フロロカーボン系エツチング剤に比
べシリコン基板上の堆積物を抑え、しかもエツチ
ング速度、選択性が優れている等の理由で注目さ
れている有用なガスである。ドライエツチングガ
スとして使用される場合、特に高純度の三弗化窒
素が必要とされる。

三弗化窒素の製造方法により、含有される不純
物の種類および組成は幾分異なるが、主として二
弗化二窒素及び亜酸化窒素が含まれるのが一般で
ある。

従来、三弗化窒素の精製方法として、 (1) 液体窒素温度で粗三弗化窒素ガスを液化した
後分留する方法（NF₃B.P.−129℃、N₂F₂B.P.−106〜111
℃、N₂OB.P.−89℃） (2) ゼオライト系吸着剤による吸着法がとられていた。

ところで、(1)の方法では、比較的複雑な装置と
なり、煩雑な低温操作を要すること、また、(2)の方法では、ゼオライト系吸着剤の性
能が不充分であり、吸着剤の寿命を伸ばすため、
前工程であらかじめ二弗化二窒素を非常に低濃度
にまで下げる必要がある（特開昭54−161588）等
の欠点を有していた。

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、二弗化二窒素
或は二弗化二窒素と亜酸化窒素を含む三弗化窒素
から、煩雑な操作を必要とせず、長時間連続的に
二弗化二窒素或は二弗化二窒素と亜酸化窒素を一
工程で除去するという特徴を有する三弗化窒素の
精製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、三弗化窒素中に主な不純物として
含まれる二弗化二窒素或は二弗化二窒素と亜酸化
窒素の除去に、活性炭が特異的に優れていること
を見出した。

すなわち、本発明の要旨は、二弗化二窒素或は
二弗化二窒素と亜酸化窒素を含む三弗化窒素を活
性炭と接触させ、二弗化二窒素或は二弗化二窒素
と亜酸化窒素を一工程で除去することを特徴とす
る三弗化窒素の精製方法にある。

本発明に用いる活性炭は、ヤシ殻炭、石油系活
性炭、石炭系活性炭等種類の如何を問わず、また
形状についても操作性のよい形状であれば破砕
状、粒状等いずれも使用できる。吸着温度は常温
でよい。

ところで、活性炭中には、通常、関係湿度50％
にて、乾量基準で1.5〜10％の平衡量の水が吸着
している。通常は、このまま使用するか、もしく
は乾燥のため100〜120℃の温度で加熱、脱水後使
用される。

本発明者らは、吸着性能の向上について検討を
重ねた結果、上記の如き通常の脱水処理では、活
性炭中になお1.5％程度の吸着水が残存しており、
この残存する吸着水量を１％以下にすることによ
り、活性炭の特異的吸着能力が飛躍的に増加する
ことを見出した。

残存する吸着水量を１％以下とするような活性
炭の活性化方法として、例えば、乾燥窒素ガス等
の不活性ガス雰囲気下、或は減圧下、120〜550℃
好ましくは150〜400℃の温度で加熱、脱水処理す
ると活性炭中の水分は各々１重量％以下、0.6重
量％以下となる。

加熱処理条件は、活性炭量、処理温度等を勘案
し、適宜選択することが出来すが、550℃を越え
ると加熱してもその効果は平衡に達しその必要性
がなくなる。

なお、活性炭の残存吸着水量は、乾燥窒素中で
550℃に試料を加熱し、日本工業規格に規定され
る強熱減量をもつて測定値とした。

本発明の方法で処理できる三弗化窒素は、含有
される不純物の種類及び組成にかなり広い差異が
あつてもよい。すなわち、三弗化窒素中に二弗化
二窒素、亜酸化窒素以外の不純物、例えば四弗化
炭素、四弗化珪素等が存在しても、その性能には
全く影響がない。また特に、二弗化二窒素４容積
％以下、或は亜酸化窒素３容積％以下の組成であ
れば、吸着剤の寿命も長く好ましい。

本発明の方法によれば、公知の方法により製造
される粗三弗化窒素、或は、汎用品として市場に
提供されている比較的低純度の三弗化窒素等、い
づれも処理可能であり、高純度化が達成できる。
また、CVD装置のクリーニングガスとして、三
弗化窒素が用いられた場合など、その廃ガスを本
方により処理することにより、不純物で汚染され
た三弗化窒素を精製、再利用することも可能であ
り、高価な三弗化窒素を有効に利用することがで
きる。

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20mmφの吸着塔に破砕状ヤシガラ活性炭
を、32ｇ充填し、系内を真空ポンプで1torr以下
に保ちながら、250℃で６時間加熱処理した。処
理後の活性炭中の水分量は、乾量基準で0.07％で
あつた。

このように処理した吸着塔へ、N₂F₂1.5vol％、
N₂O0.4vol％を不純物として含むNF₃ガスを、20
ml／minの流量にて、常温にて導入した。吸着塔
出口ガスの分析（ガスクロマト）を経時的に行な
つた結果、これら不純物成分が検出されるまでの
時間（破過時間）は、N₂F₂：93時間、N₂O：12
時間であつた。

実施例２ペレツト状の石油ピツチ系活性炭を、実施例１
と同様の吸着塔に、40ｇ充填し、乾燥窒素気流
下、200℃にて10時間加熱処理した。

処理後の活性炭中の水分量は、乾量基準で0.15
％であつた。上記処理を施した吸着塔へ、実施例
１と同じく、N₂F₂1.5vol％、N₂O0.4vol％を不純
物として含むNF₃ガスを20ml／minの流量にて常
温で導入した。

吸着塔出口ガスの分析を経時的に行なつた結果
破過時間は、N₂F₂：77時間、N₂O：11時間であ
つた。

実施例３市販の粒状のヤシガラ炭を実施例１と同様の吸
着塔に、32ｇを充填した。

活性炭中の水分量は、乾量基準で1.50％であつ
た。上記吸着塔へ、実施例１と同じく、
N₂F₂1.5vol％、N₂O0.4vol％を不純物として含む
NF₃ガスを20ml／minの流量にて常温で導入し
た。

吸着塔出口ガスの分析を経時的に行なつた結
果、破過時間は、N₂F₂：48時間、N₂O：10時間
であつた。

実施例４破砕状のヤシガラ炭を実施例１と同様の吸着塔
に、24ｇ充填し、乾燥窒素気流下、290℃にて８
時間加熱処理した。

処理後の活性炭中の水分量は、乾量基準で0.08
％であつた。上記処理を施した吸着塔へ、
N₂F₂1.0vol％を不純物として含むNF₃ガスを20
ml／minの流量にて常温で導入した。

吸着塔出口ガスの分析を経時的に行なつた結
果、破過時間は、N₂F₂について113時間であつ
た。

比較例１実施例１と同様の吸着塔に、ペレツト状のモレ
キユラーシーブ5Aを、65ｇで充填し、乾燥窒素
気流下200℃にて10時間加熱処理した。

上記処理を施した吸着塔へN₂F₂1.5vol％、
N₂O0.4vol％を不純物として含むNF₃ガスを20
ml／minの流量にて常温で導入した。

吸着塔出口ガスの分析を経時的に行なつた結
果、破過時間はN₂F₂：９時間、N₂O：11時間で
あつた。

発明の効果以上述べたように、本発明に係る三弗化窒素の
精製方法は、極めて単純な方法により、常温にて
極めて長時間、しかも三弗化窒素中に不純物とし
て含まれる二弗化二窒素或は二弗化二窒素と亜酸
化窒素を一工程で除去する方法を提供するもので
ある。

Claims

【特許請求の範囲】１二弗化二窒素又は二弗化二窒素と亜酸化窒素
を含む三弗化窒素を活性炭と接触させることによ
り、前記二弗化二窒素又は二弗化二窒素と亜酸化
窒素を除去することを特徴とする三弗化窒素の精
製方法。２前記活性炭が、120℃〜550℃で処理し、該活
性炭中の水分量を１重量％以下とした活性炭であ
る特許請求の範囲第１項記載の精製方法。