生成的氟化碘化合物的回收方法及回收装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种由IF7生成的氟化碘化合物的回收方法，其使含有IF7的气体与待氟化物质接触，将IF7变换为IF5，将包含所述IF5的气体冷却，从而作为由IF7生成的氟化碘化合物而捕集所述IF5。另外，也可以使被回收的所述IF5与氟反应而生成IF7，将生成的所述IF7再次用于半导体制造工序。
【专利说明】由IF,生成的氣化视化合物的回收方法及回收装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种由走氣化楓（IF,)生成的氣化楓化合物的回收方法及实现该方法 的回收装置。特别地，本发明涉及一种不利用超低温就对由IF,生成的氣化楓化合物进行 回收的方法及实现该方法的回收装置。
【背景技术】
[0002] IF,是一种对半导体制造工序中的蚀刻、W及原子能工业中的清洁有作用的气体。 例如，在专利文献1中，记载有将IF,及IFg用作为半导体制造工序的蚀刻及清洁用气体的 内容。通常在使用IF,的蚀刻工序中，IF,的利用效率较低，为5?20%，因此大部分IF,被 作为废气而排出。但是，如果直接将氣化物排出至空气中，则所排出的氣化物成为地球温室 化的原因。另外，楓元素在制造IF,的成本中占据较大比例，因此，希望能够对IF,进行回收 及再次利用。
[0003] 作为从排出气体中回收氣化物的方法，例如在专利文献2中记载有下述方法，即， 利用将低沸点的惰性气体(液氮或液氮等）用作为冷却剂的冷却阱，从而对氣元素类气体进 行冷却捕集。但是，与其它氣化物不同，在利用冷却捕集回收IF,时，必需设置为一20(TC左 右的超低温。由此，为了维持低温，装置所承载的负荷变大。另外，由于在半导体制造工序 的低压条件下，IF,容易升华，所W在一30?一8(TC程度下使用的普通冷却阱中，回收率较 差。
[0004] 另一方面，例如在专利文献3中记载有下述方法，即，将氣化物由活性炭等特定吸 附剂进行吸附，通过加热而使氣化物脱离，从而回收去除杂质后的氣化物。但是，由于与其 它氣化物不同，IF,容易与活性炭或沸石等吸附剂反应，所W，难W通过吸附?脱离而从吸附 剂中对IF,进行提纯后再利用。
[0005] 另外，在专利文献4中记载有下述方法，即，使氣化楓与碱石灰等药剂反应而进行 除害。但由于巧及化等楓元素氣化物是高价材料，所W将蚀刻后的排出气体经由湿式及 干式除害装置进行除害该一手段并不经济。
[0006] 专利文献1 ;日本特开2009 - 23896号公报 专利文献2 ;日本特开平9 - 129561号公报 专利文献3 ;日本特开2000 - 117052号公报 专利文献4 ;日本特开2011 - 5477号公报。
【发明内容】
[0007] 如上所述，由于与其它氣化物不同，对排出气体中的IF,进行回收较难，IF,的回收 效率非常低。因此，迄今为止，通常都不对排出气体中的IF,进行回收。另一方面，从经济性 及对地球环境进行保护的要求来看，期望一种能够高效且减少对地球环境的影响的由IF, 生成的氣化楓化合物的回收方法。
[0008] 本发明就是为了解决上述问题而提出的，其提供一种不利用超低温就能够高效回 收由IF,生成的氣化楓化合物的方法、W及实现该方法的回收装置。
[0009] 本发明人发现下述情况而得到本发明，即，通过将IF,转换为能够适应气体的捕集 温度明显提高的IFg后进行回收，而并非直接从排出气体中回收IF,，由此，能够高效且省资 源地回收IF,。本发明着眼于为了捕集IFg所需的冷却温度为能够由通用的冷却装置进行 冷却的温度该一点，从而提出了迄今为止没有公开过的IF,的回收方法。
[0010] 根据本发明的一个实施方式，提供一种由IF,生成的氣化楓化合物的回收方法，其 通过使含有IF,的气体与待氣化物质接触，将IF/变换为IFg,然后冷却含有所述IFg的气体， 从而作为由IF,生成的氣化楓化合物而捕集所述IFg。
[0011] 在所述由IF,生成的氣化楓化合物的回收方法中，也可W将回收后的所述IFg与氣 元素反应而生成IF,，将所生成的所述IF,重新用于半导体制造工序。
[0012] 在所述由IF,生成的氣化楓化合物的回收方法中，所述待氣化物质也可W含有20 重量％ W上的Si、A1、W、I中的至少1种元素。
[0013] 在所述由IF,生成的氣化楓化合物的回收方法中，所述待氣化物质也可W是Si。
[0014] 在所述由IF,生成的氣化楓化合物的回收方法中，对所述IFg进行回收的温度可W 是一screw上而5(TCW下。
[0015] 另外，根据本发明的一个实施方式，提供一种由IF,生成的氣化楓化合物的回收装 置，其具有：反应管，其填充有待氣化物质，向其中导入IF, ; W及捕集装置，其与所述反应管 连接而捕集IFg。
[0016] 所述反应管也可W与使用IF,的半导体制造装置连接。
[0017] 在所述由IF,生成的氣化楓化合物的回收装置中，所述待氣化物质也可W含有20 重量％ W上的Si、A1、W、I中的至少1种元素。
[0018] 在所述由IF,生成的氣化楓化合物的回收装置中，所述待氣化物质也可W是Si。
[0019] 在所述由IF,生成的氣化楓化合物的回收装置中，所述捕集装置也可W将含有IFs 的气体在一screw上而5(TCW下的条件下冷却，从而回收所述IF。。
[0020] 在所述由IF,生成的氣化楓化合物的回收装置中，还可W具有使所回收的所述IFs 与氣元素反应而生成IF,的氣化装置。
[0021] 发明的效果 根据本发明，提供一种无需使用超低温就可W高效地对由走氣化楓生成的气体进行回 收的方法、W及使用该方法的回收装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1是本发明的一个实施方式所涉及的由IF,生成的氣化楓化合物的回收装置的 系统图。
[0023] 标号的说明 1 ;反应管，2 ;排出气体导入通路，3 ;排出气体导出通路，4 ;加热单元，5 ;捕集装置，6 : 气体导出通路，7 ;冷却器，8 ;导入通路，9 ;导入通路，11 ;阀，12 ;阀，13 ;阀，14 ;阀，15 ;阀， 100 ;回收装置。
【具体实施方式】
[0024] W下，参照附图，说明本发明所涉及的由IF,生成的氣化楓化合物的回收方法及回 收装置。但是，本发明的由IF,生成的氣化楓化合物的回收方法及回收装置，并不由W下所 示的实施方式及实施例的记载内容限定解释。此外，本实施方式及实施例所参照的附图中， 对相同部分或具有相同功能的部分标注同一标号，省略重复说明。
[0025] 本发明着眼于IF,和IFs之间的蒸汽压力的不同，使IF,与待氣化物质接触而变换 为IFg,从而对由IF,生成的氣化楓化合物进行回收。IFg与IF,相比，即使在高温(相比超低 温而言，并非超低温的温度)下也能够作为固体进行回收。目P，本发明的特征在于，为了能够 利用通用的冷却装置进行回收而将IF,变换为IFg。
[0026] 图1是本发明的一个实施方式所涉及的回收装置的系统图。回收装置100具有： 反应管1，其填充有待氣化物质，向其中导入IF, ; W及捕集装置5,其与反应管1连接而捕集 IF。。反应管1是将IF,变换(脱氣或还原)为IFg的转化培。反应管1经由排出气体导入通 路2而与半导体装置(未图示)连接，被导入在半导体制造工序中产生的排出气体。在该里， 半导体制造工序例如是使用IF,进行的蚀刻工序或蚀刻装置的清洁工序等。在上述工序中， 生成含有未参与反应的IF,和作为反应生成物的IFg在内的排出气体。另外，在排出气体中 含有用于半导体制造工序的化、Ne、Ar、Xe、Kr、N2、02等。导入反应管l中的排出气体的量 由阀11控制。
[0027] 填充在反应管1中的待氣化物质是通过自身被氣化而使得IF,变换为IFg的物质。 在本实施方式中，在反应管1中，作为待氣化物质可W是含有例如Si、A1、W、I中的至少1种 元素在内的物质，但并不限定于此。在本实施方式中，作为待氣化物质，可W优选使用含有 通常用于半导体的Si的物质。填充在反应管1中的待氣化物质，优选为W 20重量％ ^上 含有上述几种元素中的至少1种元素。更优选待氣化物质W 50重量％ ^上含有从上述元 素中的至少1种元素，进一步优选待氣化物质W 80重量％ ^上含有从上述组中选择的至少 1种元素。如果待氣化物质中含有的上述元素少于20重量％，则无法得到充分的将IF,变 换为IFe的变换效率，故而不优选。
[0028] 另外，在反应管1的外部，作为加热单元4而配置有加热器。通过加热单元4,使 反应管1的内部维持在充分利用待氣化物质而将IF,变换为IFg的温度。在该里，将IF,变 换为IFg的温度根据所填充的待氣化物质及工序压力而不同，但如果考虑反应速度，则优选 IF,变换为IFg的温度例如为2(TC W上而30(TC W下。能够根据待氣化物质而W最佳温度 条件使反应管1运转。此外，在向反应管1导入排出气体而将IF,变换为IFg时，作为同时 导入的气体，可^适当地使用化、爬、41'、《6、拉'、馬等。
[0029] 反应管1中的气体的滞留时间只要是能够将IF,充分变换为IFg的时间即可，并未 发现延长滞留时间将影响回收率。另外，将IF,变换为IFe的所需时间依赖于流量，例如在 蚀刻装置连接有反应管1的情况下，将因蚀刻装置中的蚀刻速度而变化。在与普通的蚀刻 装置连接的情况下，反应管1中的气体的滞留时间为几分钟（3?5分钟）左右。
[0030] 在反应管1中，从巧变换为化后的气体，经由排出气体导出通路3导入捕集装 置5。经由排出气体导出通路3导入捕集装置5的气体的量由阀12调整。捕集装置5是用 于捕集所导入的气体中含有的IF5的装置，例如可W使用通用的冷却装置。捕集装置5上 连接有例如从冷却器7导入用于冷却的液体的导入通路8 ; W及向冷却器7导入冷却后的 液体的导入通路9。导入通路8上配置有阀14,导入通路9上配置有阀15。利用阀14及 15能够对用于冷却捕集装置5的温度进行调整。通过将导入至捕集装置5的气体W规定的 温度、例如一8(TC W上而5(TC W下进行冷却，从而可W液化捕集IFg,并使捕集IFg后的排 出气体经由阀13从气体导出通路6流出。
[0031] 由此，在本发明中，通过使用回收装置100,从而在反应管1中使含有IF,的气体与 待氣化物质接触，将IF,变换为IFg。并将含有所生成的IFg的气体在捕集装置5中冷却，从 而作为由IF,生成的氣化楓化合物而捕集IF。。如上述所示，现有技术中，为将排出气体中 含有的IF,进行液化而回收，需要超低温的冷却装置。但是，在本发明中，通过将IF,变换为 IFg,从而可W在利用通用的冷却装置就能够实现的温度范围内进行冷却，由此能够从气体 中回收IFg。另外，通过配置多个反应管1、捕集装置5而交替使用，能够连续回收楓元素氣 化物。
[0032] 此外，在回收装置100中，还可W具有将所回收的I巧与氣元素反应而生成IF,的 氣化装置。对于将IFg氣化而生成IF,的方法，已知各种公知的技术。作为与回收装置100 连接的氣化装置，可W应用各种公知技术。
[003引 （实施例） W下，利用实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不限定于所举的实施例。作为实 施例，示出将本发明应用于干式蚀刻工序的排出气体的例子，将反应管1的待氣化物质为 娃（Si)的例子作为实施例1?6,将使用活性铅（Al203)的例子作为实施例7?实施例12， 将使用楓（12)的例子作为实施例13?17,将使用鹤（W)的例子作为实施例18?实施例22 而示出。另外，示出了使用楓（12)而变更反应管的温度的参考例1，作为对比例，示出不设 置反应管1而利用捕集装置5进行回收的例子，作为对比例1?对比例4。
[0034] (实施例1) 在实施例1中，在反应管1中填充Si,将IF,:IFg:N2的体积比为50:10:40的气体W IOOsccm导入。W反应管1的温度为8(TC的条件下进行变换，使捕集装置5 W- 5(TC捕集 化。
[003引（实施例2) 作为实施例2,除了将导入的气体的总流量设为300sccm W外，W与实施例1相同的条 件捕集IFe。
[003引（实施例3) 作为实施例3,除了使导入的气体的IF,: IFg:N2的体积比为90:10:0 W外，W与实施例 1相同的条件捕集HV [0037](实施例4及5) 在实施例4及5中，除了变更捕集装置5的冷却温度W外，W与实施例1相同的条件捕 集IF。。在实施例4中将冷却温度设为一20。在实施例5中将冷却温度设为一IOC。
[00測（实施例6) 作为实施例6,除了将反应管1的温度变更为3(TC W外，W与实施例1相同的条件捕集 化。
[003引（实施例7) 在实施例7中，在反应管1中填充Al203,将IF,: IFg:Ns的体积比为50:10:40的气体W IOOsccm导入。W反应管1的温度为8(TC的条件下进行变换，使捕集装置5 W- 5(TC捕集 化。
[0040](实施例8) 作为实施例8,除了将导入的气体的总流量设为300sccm W外，W与实施例7相同的条 件捕集IF。。
[00川（实施例9) 作为实施例9,除了使导入的气体的IF,: IFe:N2的体积比为90:10:0 W外，W与实施例 7相同的条件捕集IFg。
[004引（实施例10及11) 在实施例10及11中，除了变更捕集装置5的冷却温度W外，W与实施例7相同的条件 捕集IF。。在实施例10中将冷却温度设为一2(TC，在实施例11中将冷却温度设为一IOC。 [004引（实施例12) 作为实施例12,除了将反应管1的温度变更为3(TC W外，W与实施例7相同的条件捕 集化。
[0044] (实施例 13) 在实施例13中，在反应管1中填充12,将IF,: IFg:N2的体积比为50:10:40的气体W IOOsccm导入。W反应管1的温度为30(TC的条件下进行变换，使捕集装置5 W - 5(TC捕集 化。
[0045] (实施例 14) 作为实施例14,除了将导入的气体的总流量设为300sccm W外，W与实施例13相同的 条件捕集IFe。
[0046] (实施例 15) 作为实施例15,除了使导入的气体的IF,: IFe:N2的体积比为90:10:0 W外，W与实施例 13相同的条件捕集IFg。
[0047] (实施例 16) 在实施例16中，除了将捕集装置5的冷却温度变更为一2(TC W外，W与实施例13相同 的条件捕集IF。。
[004引（实施例17) 作为实施例17,除了将反应管1的温度变更为20(TC W外，W与实施例13相同的条件 捕集化。
[004引（实施例18) 在实施例18中，在反应管1中填充W，将的体积比为50:10:40的气体W IOOsccm导入。W反应管1的温度为IOOC的条件下进行变换，使捕集装置5 W- 5(TC捕集 化。
[0050](实施例 19) 作为实施例19,除了将导入的气体的总流量设为300sccm W外，W与实施例18相同的 条件捕集IFe。
[005U (实施例20) 作为实施例20,除了使导入的气体的IF,: IFg:N2的体积比为90:10:0 W外，W与实施例 18相同的条件捕集IFg。
[00閲（实施例21及22) 在实施例21及22中，除了变更捕集装置5的冷却温度W外，W与实施例18相同的条件 捕集IF。。在实施例21中将冷却温度设为一2(TC，在实施例22中将冷却温度设为一IOC。
[0053] 滲考例1) 作为参考例1，除了将反应管1的温度变更为3(TC W外，W与实施例17相同的条件捕 集化。
[0054] (对比例1至4) 对比例1?对比例4不使用反应管1，将IF,:IFg:N2的体积比为50:10:40的气体W IOOsccm导入捕集装置5。使捕集装置5 W在对比例1中为一5(TC、在对比例2中为一 lOCrC、在对比例3中为一196°C、在对比例4中为一IOC而捕集化。
[005引实施例1?22、参考例1及对比例1?对比例4中的化的回收率及回收气体中 的IFg纯度在表1中进行了总结。
[005引【表1】
【权利要求】
1. 一种由if7生成的氟化碘化合物的回收方法，其特征在于， 使含有if7的气体与待氟化物质接触，将if7变换为if5， 冷却含有所述if5的气体，从而作为由if7生成的氟化碘化合物而捕集所述if5。
2. 根据权利要求1所述的由IF7生成的氟化碘化合物的回收方法，其特征在于， 使回收后的所述if5与氟反应而生成if7， 将生成的所述if7再次用于半导体制造工序。
3. 根据权利要求1所述的由IF7生成的氟化碘化合物的回收方法，其特征在于， 所述待氟化物质含有20重量％以上的Si、A1、W、I中的至少1种元素。
4. 根据权利要求1所述的由IF7生成的氟化碘化合物的回收方法，其特征在于， 所述待氟化物质为Si。
5. 根据权利要求1至4中任意一项所述的由IF7生成的氟化碘化合物的回收方法，其 特征在于， 对所述IF5进行回收的温度为一 80°C以上而50°C以下。
6. -种由IF7生成的氟化碘化合物的回收装置，其特征在于，具有： 反应管，其填充有待氟化物质，向其中导入IF7 ;以及 捕集装置，其与所述反应管连接而捕集IF5。
7. 根据权利要求6所述的由IF7生成的氟化碘化合物的回收装置，其特征在于， 所述反应管与使用IF7的半导体制造装置连接。
8. 根据权利要求6或7所述的由IF7生成的氟化碘化合物的回收装置，其特征在于， 所述待氟化物质含有20重量％以上的Si、A1、W、I中的至少1种元素。
9. 根据权利要求6或7所述的由IF7生成的氟化碘化合物的回收装置，其特征在于， 所述待氟化物质为Si。
10. 根据权利要求6或7所述的由IF7生成的氟化碘化合物的回收装置，其特征在于， 所述捕集装置将含有IF5的气体在一 80°C以上而50°C以下的条件下冷却，从而回收所 述 IF5。
11. 根据权利要求6或7所述的由IF7生成的氟化碘化合物的回收装置，其特征在于， 还具有使所回收的所述IF5与氟反应而生成IF7的氟化装置。
【文档编号】C01B7/24GK104340960SQ201410375846
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2013年8月2日
【发明者】菊池亚纪応, 涉仁纪 申请人:中央硝子株式会社