判定方法及处理方法

文档序号:25542948发布日期:2021-06-18 20:39阅读:135来源:国知局
判定方法及处理方法

本发明的实施方式涉及判定方法及处理方法。



背景技术:

半导体硅基板作为用于形成各种电子电路的材料被广泛使用。在该半导体硅基板上,为了容易制成电子电路,有时形成包含含硅物的膜。作为用于形成这样的膜的装置的例子,可列举出外延生长装置。

外延生长装置具有反应室、与反应室连接且供给原料气体的供给管、以及与反应室连接且排出废气的排出管。外延生长装置通过将基板设置于在不活泼气氛下减压的反应室内,使导入反应室内的原料气体与加热后的基板反应,从而在基板上形成包含含硅物的膜。作为原料气体,例如使用含有包含硅及氯的化合物的氢气。导入反应室内的原料气体作为废气经由排出管向装置的外部排出。废气可包含含有硅及氯的化合物等。

其中,反应室内的温度与排出管相比为非常高温。因此,排出至排出管内的废气中所含的包含硅及氯的化合物有时在排出管内被冷却,作为副产物而析出。副产物也被称为油性硅烷,可能为粘性高的液状物质或固体。要求通过安全性高的方法将这样的副产物无害化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2012-49342号公报

专利文献2:日本特开2017-54862号公报

专利文献3:日本特开2013-197474号公报

非专利文献

非专利文献1:frankmeyer-wegner,andornadj,michaelbolte,norbertauner,matthiaswagner,maxc.holthausen,andhans-wolframw.lerner,“theperchlorinatedsilanessi2cl6andsi3cl8assourcesofsicl2”chemistryaeuropeanjournal,april18,2011,volume17,issue17,p.4715-4719.



技术实现要素:

发明所要解决的课题

实施方式的目的在于提供判定在使包含硅及卤素的物质反应或者使包含硅的物质与包含卤素的物质反应的工序中产生的副产物的处理的进行的方法、以及利用了该判定方法的副产物的处理方法。

用于解决课题的手段

根据实施方式,提供一种判定方法。判定方法对在使包含硅及卤素的物质反应或者使包含硅的物质与包含卤素的物质反应的工序中产生的副产物的处理的进行判定。副产物的处理包括使包含水的处理液与副产物接触而得到第一固形物。判定方法包括基于关于第一固形物的si-α键(α为选自由f、cl、br及i构成的组中的至少1种)及si-h键中的至少一者的利用化学分析的信号来判定副产物的处理的进行。

根据其他的实施方式,提供一种处理方法。处理方法是对在使包含硅及卤素的物质反应或者使包含硅的物质与包含卤素的物质反应的工序中产生的副产物进行处理的方法。处理方法包括:使包含水的处理液与副产物接触而得到第一固形物;以及,基于关于第一固形物的si-α键(α为选自由f、cl、br及i构成的组中的至少1种)及si-h键中的至少一者的利用化学分析的信号来判定副产物的处理的进行。

或者,处理方法包括:使水与副产物接触而得到第二固形物;使碱性水溶液与第二固形物接触而得到第三固形物;以及,基于关于第三固形物的si-α键(α为选自由f、cl、br及i构成的组中的至少1种)及si-h键中的至少一者的利用化学分析的信号来判定副产物的处理的进行。

附图说明

图1是表示副产物的29sinmr光谱的一个例子的图表。

图2是表示副产物的h-si位移相关二维nmr光谱的一个例子的图表。

图3是概略地表示外延生长装置的一个例子的立体图。

图4是表示副产物的水解产物的29sinmr光谱的一个例子的图表。

图5是表示试样a~d的红外分光光谱的一个例子的图表。

图6是将图5中所示的图表的一部分放大而得到的图表。

图7是表示试样a~d的拉曼光谱的一个例子的图表。

图8是将图7中所示的图表的一部分放大而得到的图表。

具体实施方式

[判定方法]

作为处理通过使用包含硅及卤素的气体在基材上沉积含硅物的方法而得到的副产物的方法,提出了使副产物与水接触而将副产物水解的方法。另外,由本发明人们提出了使副产物与碱性水溶液接触而将副产物中和分解的方法。

然而,在这样的处理副产物的方法中,未确立判定副产物的处理的进展情况、即副产物的中和分解是否完成、或副产物的水解是否完成的方法。如果确立判定这些处理的进行情况的方法,则能够更安全且更有效地进行副产物的处理。

本发明人们进行了深入研究,结果发现:副产物包含si-α键及si-h键中的至少一者。这里,α为选自由f、cl、br及i构成的组中的至少1种元素。并且,得到这些键随着副产物的中和分解或水解的进行而减少的认识。

基于这样的认识的实施方式的判定方法包括基于关于第一固形物的si-α键及si-h键中的至少一者的利用化学分析的信号来判定副产物的处理的进行。

即,认为通过对副产物进行化学分析而得到的来源于si-α键或si-h键的信号的强度与副产物中所含的si-α键或si-h键的量相关。因此,通过确认这些信号的强度,能够判定副产物的中和分解或水解处理的进行度。以下,对实施方式的判定方法的详细情况进行说明。

1)副产物

副产物例如处于固形状、液体状、糊状或乳霜状的形态。副产物与水或氧反应,可产生具有爆炸性及起火性的物质。认为副产物是包含si-α键或si-h键中的至少一者的化合物。副产物包含si-h键或si-α键例如可以通过拉曼分光分析、红外分光分析、核磁共振(nmr)分光分析或x射线分析等化学分析来确认。需要说明的是,在对副产物进行分析时,为了使在不活泼气氛下采集的副产物不与氧、水接触,使用在不活泼气氛下制备的测定试样。

作为表示副产物包含si-α键的一种即si-cl键及si-h键的具体例子,列举出核磁共振分光分析为例进行说明。

图1是表示副产物的29sinmr光谱的一个例子的图表。在图1中,横轴表示化学位移(ppm),纵轴表示相对强度。在图1中所示的29sinmr光谱中,在-0.4ppm的位置处检测到相对强度最大的信号。由非专利文献1中记载的数据推定,在-0.4ppm的位置处出现的信号归属于sicl3单元或sicl2单元。因此,由图1可以判定,副产物具有si-cl键。

图2是表示副产物的h-si位移相关二维nmr光谱的一个例子的图表。图2中,横轴表示1h的化学位移(ppm),纵轴表示29si的化学位移(ppm)。在图2中所示的光谱中,示出多个交叉峰。交叉峰表示直接键合的1h与29si的相关。因此,由图2可以判定,副产物具有si-h键。

在核磁共振分光分析时,作为测定试样,例如使用将0.2g的副产物与2ml的脱水氘代甲苯(关东化学制:制品编号21744-1a)混合并将该混合物静置4小时而得到的试样。将该测定试样分取至株式会社haruna制带j.young阀的试样管(s-5-600-jy-8)中,将该nmr试样管定置于nmr分光分析装置内,测定29sinmr光谱及h-si位移相关二维nmr光谱。作为nmr分光分析装置,例如可以使用jeol公司制jnm-eca800。在29sinmr光谱的测定时,例如将累积次数设定为3500次,将测定范围设定为-500ppm~500ppm。另外,在h-si位移相关二维nmr光谱的测定时,将累积次数设定为8192次,将1h核的测定范围设定为0.75ppm~8.25ppm,将29si核的测定范围设定为-100ppm~32.5ppm。

副产物可为包含硅和卤族元素的卤代硅烷类。卤代硅烷类可包含选自由si-cl键、si-f键、si-br键及si-i键构成的组中的至少一种和si-si键。特别是副产物可为包含硅和氯的氯硅烷类。副产物可包含具有环状结构的卤代硅烷类。副产物包含具有环状结构的卤代硅烷类可以通过使用核磁共振分光分析及质量(ms)分析等对副产物进行分析来推定。例如,关于副产物得到的29sinmr光谱及质谱满足下述的必要条件(1)及(2)的情况下,可以推定副产物为具有环状结构的氯硅烷类。

必要条件(1):在关于副产物得到的29sinmr光谱中,相对强度最大的信号在-0.4ppm的位置处出现。

必要条件(2):在关于副产物得到的质谱中,归属于(sicl2)n的信号在质荷比为0m/z~1500m/z左右的范围被检测到。

认为具有环状结构的卤代硅烷类以以下所示的结构式(e)至(h)中的任一者表示。在结构式(e)至(h)中,x为选自由f、cl、br及i构成的组中的至少1种元素。

具有环状结构的卤代硅烷类如下述结构式(1)至(21)中所示的那样,可具有4元环结构、5元环结构、结构式(e)至(h)以外的6元环结构、7元环结构、8元环结构、多元环结构等。在下述结构式(1)至(21)中,x为选自由f、cl、br及i构成的组中的至少1种元素。需要说明的是,下述结构式(1-1)至(21-1)分别表示结构式(1)至(21)中的元素x为氯的氯硅烷类。

副产物中所含的具有环状结构的卤代硅烷类如上述结构式(1)至(21)中所示的那样,可为具有仅由硅构成的硅环的同素环式化合物。另外,如上述结构式(1)至(21)中所示的那样,可为不含碳的无机环式化合物。副产物也可以包含由硅及氧构成的杂环式化合物。

另外,副产物中可包含的具有链状结构的卤代硅烷类例如以下述结构式(22)及(23)表示。在下述结构式(22)中,n例如为0~15的正的整数。在下述结构式(22)及(23)中,x为选自由f、cl、br及i构成的组中的至少1种元素。需要说明的是,下述结构式(22-1)及(23-1)分别表示结构式(22)及(23)中的元素x为氯的氯硅烷类。

具有链状结构的卤代硅烷类如上述结构式(22)中所示的那样,可为无支链的直链化合物。另外,具有链状结构的卤代硅烷类如结构式(23)中所示的那样,可为具有支链的链式化合物。副产物包含具有链状结构的卤代硅烷类可以通过质量分析而推定。

通过使用包含硅及卤素的气体在基材上沉积含硅物的方法而产生的副产物作为卤代硅烷类可以仅包含具有环状结构的卤代硅烷类,也可以仅包含具有链状结构的卤代硅烷类,还可以包含具有环状结构的卤代硅烷类和具有链状结构的卤代硅烷类这两者。

副产物可通过使用包含硅及卤素的气体在基材上沉积含硅物的方法而产生。作为这样的方法,可列举出外延生长法等化学气相沉积(chemicalvapordeposition:cvd)法。

关于副产物的生成,以下列举出外延生长法为例进行详细说明。图3是概略地表示外延生长装置的一个例子的立体图。图3中所示的外延生长装置1具备装置本体10、除害装置20和连接部30。

装置本体10具备框体11、反应室12、排出管13和供给管(未图示)。反应室12、排出管13和供给管被容纳于框体11内。供给管的一端与反应室12连接。供给管的另一端与原料气体的供给装置(未图示)连接。

排出管13的一端与反应室12连接。排出管13的另一端与连接部30连接。排出管13包含配管131至135。配管131的一端与反应室12连接。配管131的另一端与配管132的一端连接。配管132包含反应室独立阀(chamberisolationvalve:civ)。配管132的另一端与配管133的一端连接。配管133包含压力调节阀(pressurecontrolvalve:pcv)。配管133的另一端与配管134的一端连接。配管134的另一端与配管135的一端连接。配管135的另一端与连接部30的后述的配管31的一端连接。

连接部30包含配管31和配管32。配管31的一端与配管135的另一端连接。配管31的另一端与配管32的一端连接。配管32的另一端与除害装置20连接。

在外延生长装置1中,原料气体从原料气体的供给装置被排出,经由供给管被导入反应室12中。原料气体为包含硅及卤族元素的气体。因此,原料气体包含卤族元素中的任一种以上和硅。包含硅及卤族元素的气体为例如包含硅及卤族元素的化合物与氢的混合气体。该混合气体中的氢的浓度例如为95体积%以上。在包含硅及卤族元素的化合物中,包含选自由含有硅及氯的化合物、含有硅及溴的化合物、含有硅及氟的化合物及含有硅及碘的化合物构成的组中的一种以上的化合物。并且,在包含硅及卤族元素的化合物中,包含卤代硅烷类。

包含硅及氯的化合物例如为二氯硅烷(sih2cl2)、三氯硅烷(sihcl3)及四氯硅烷(sicl4)等氯硅烷类中的任一种、或它们的混合物。在混合气体中包含含有硅及氯的化合物的情况下,混合气体也可以包含单硅烷(sih4)及氯化氢(hcl)中的至少一者。另外,包含硅及溴的化合物例如为二溴硅烷(sih2br2)、三溴硅烷(sihbr3)及四溴硅烷(sibr4)等溴硅烷类中的任一种、或它们的混合物。在混合气体中包含含有硅及溴的化合物的情况下,混合气体也可以包含单硅烷(sih4)及溴化氢(hbr)中的至少一者。

原料气体也可以包含两种以上的卤族元素,原料气体除了包含氯以外还可以包含氯以外的卤族元素中的任一种以上。在某一个例子中,原料气体为包含硅及氯的化合物、氢气以及包含氯以外的卤族元素的化合物及氯气以外的卤素气体中的至少一者的混合气体。在包含氯以外的卤族元素的化合物中,可以包含硅,也可以不含硅。另外,在另外的某一个例子中,原料气体为包含氯以外的卤族元素及硅的化合物、氢气以及包含氯的化合物及氯气中的至少一者的混合气体。在包含氯的化合物中,可以包含硅,也可以不含硅。

在反应室12中,在减压下设置基材,基材被加热至与原料气体的反应温度以上。反应温度根据一个例子为600℃以上,根据另一例子,为1000℃以上。若基材与原料气体反应,则在基材上通过热化学反应而形成单晶或多晶的含硅膜。基材例如为单晶硅基板。

从反应室12排出的排放气体经由包含排出管13及连接部30的排出路径被导入除害装置20中。在排放气体中,可包含原料气体中所含的包含硅及卤素的化合物中未沉积于基材上的化合物、单硅烷、氯化氢等。排放气体在除害装置20中被燃烧而被无害化。

副产物可在排出管13及连接部30的一部分中析出。认为副产物是上述的排放气体中所含的成分聚合而变成固形物或液状的物质。副产物容易在排出管13中的配管134附近析出。认为:在位于反应室12的附近的配管131至133中,由于排放气体的温度充分高,因此聚合物不易析出。另外认为:在位于反应室12的远处的连接部处,由于排放气体中的成为副产物的原料的成分的量少,因此不易生成副产物。

另外,在排出路径中产生上述的包含卤代硅烷类等的副产物的装置并不限于上述的外延生长装置。在某个实施例的含硅物质形成装置中,包含硅的原料物质和包含卤族元素的原料物质彼此相对地以不同的路线供给至反应室。这里,包含硅的原料物质可包含粉末状(固体状)的硅。另外,包含卤族元素的原料物质可为包含氯化氢等卤化氢的原料气体。

在本实施例的含硅物质形成装置中,在反应室中,未设置硅基板等基板。并且,在反应室中,彼此相对地分别导入的包含硅的原料物质与包含卤族元素的原料物质发生反应。通过包含硅的原料物质与包含卤族元素的原料物质的反应,生成卤代硅烷类及氢。并且,通过卤代硅烷类与氢的反应,得到含硅物质。通过包含硅的原料物质与包含卤族元素的原料物质的反应而生成的卤代硅烷类可包含三氯硅烷(sihcl3)等氯硅烷类。另外,通过反应室的反应,可产生卤化氢及四卤化硅等。

在本实施例的含硅物质形成装置中,从反应室排出的排放气体(排出物质)也包含卤代硅烷类,在排放气体中所含的卤代硅烷类中,可包含上述的三氯硅烷等氯硅烷类。另外,在来自反应室的排放气体中,可包含氢,并且可包含通过反应室中的反应而产生的卤化氢及四卤化硅等。通过反应室中的反应而产生的卤化氢可包含氯化氢(hcl)。并且,通过反应室中的反应而产生的四卤化硅可包含四氯化硅(sicl4)。

另外,在本实施例的含硅物质形成装置中,在来自反应室的排放气体(排出物质)的排出路径中设置有冷却排放气体的冷却机构。排放气体通过被冷却机构冷却而液化。并且,排放气体液状化后的液状物质(排出物质)被回收。

在本实施例的含硅物质形成装置中,也通过排放气体被冷却机构液状化,在排出路径中可析出副产物。副产物可包含排放气体的液状物质中未被回收而残留在排出路径中的一部分。另外,副产物可包含排放气体中所含的卤代硅烷类,并且可包含卤代硅烷类的水解产物。需要说明的是,卤代硅烷类的水解产物可为固体物质。副产物可包含排放气体中所含的四卤化硅等。另外,在排出路径中,特别是在冷却机构及其附近,容易析出副产物。

如上所述,在本实施例的含硅物质形成装置中,包含卤代硅烷类等的副产物也可在排出路径中析出。在本实施例的含硅物质形成装置中产生的副产物也在大气气氛下可改性为具有爆炸性的物质。因此,在本实施例的含硅物质形成装置中,与上述的实施方式等中的任一者同样地操作,在排出路径中,使用处理液将副产物无害化。

2)副产物的处理方法

副产物的处理方法包括使副产物与处理液接触而得到第一固形物。处理液包含水。

若使副产物与水接触,则可引起副产物的水解。通过该水解,可与氢气、氯化氢(hcl)等卤化氢同时生成固形状的水解产物。

若使副产物与碱性的处理液接触,则可引起副产物的中和分解。通过该中和分解,可与氢气等同时生成固形状的中和分解产物。需要说明的是,在副产物的中和分解中,通过副产物的水解而产生的氯化氢等卤化氢可与处理液中的氢氧化物离子反应而被中和。

作为第一固形物,可以使用副产物的水解产物或中和分解产物。第一固形物可以为块状,也可以以微粒的形式分散于处理液中。

本发明人们发现:在利用水进行的副产物的水解中,无法将副产物充分无害化。即,副产物的水解产物可具有爆炸性和燃烧性。认为这是由于:在利用水的水解中,si-si键残存。推定:在副产物的水解中,并非副产物的全部的si-α键及si-h键进行反应。另外,在使用中性的水溶液的情况下,由于无法中和生成的氯化氢等卤化氢,因此反应处理后的处理液的ph变得非常低,可具有腐蚀性。根据以上的内容,若使用中性或酸性的水溶液,则与使用碱性的水溶液的方法相比,不易以安全性高的状态进行副产物的无害化。可以说副产物的利用水的水解对于副产物的无害化处理的完成并不充分,一部分未完成。

与此相对,在使用碱性的水溶液将副产物中和分解的情况下,能够将副产物充分无害化。即,副产物的中和分解产物不具有爆炸性及燃烧性中的任一者。认为这是由于:在使副产物与碱性的水溶液反应的情况下,连存在于副产物的内部的卤代硅烷类的si-si键也被中和分解。另外,在副产物的中和分解中,副产物的si-α键及si-h键可被充分切断。

水解产物可包含具有硅氧烷键(si-o-si、o-si-o)及硅烷醇基(-si-oh)中的至少一者的化合物。另外,水解产物可包含氢硅烷醇基(-si(h)oh)。水解产物具有硅氧烷键及硅烷醇基中的至少一者可以通过以下说明的核磁共振分光分析来推定。

首先,通过与上述同样的方法采集副产物。在大气气氛下的通风室内,向包含副产物的培养皿内添加纯水,得到副产物与纯水的混合物。纯水的量例如相对于50mg的副产物设定为1ml。需要说明的是,所谓纯水是比电阻为18.2mω·cm以上的水。将混合物用氟树脂制的刮勺等搅拌后,在培养皿上盖上盖子,将混合物静置1小时以上。之后,取下培养皿的盖子,在室温下将混合物静置24小时以上,使水从混合物挥发。将像这样操作而得到的固形物使用氟树脂制的刮勺等粉碎而得到粉末。将该粉末用真空泵在5pa以下的减压下干燥2小时以上,得到测定试样。

接着,将该测定试样分取至日本电子株式会社制3.2mm氧化锆试样管(708239971)中。将该nmr试样管安置于nmr分光分析装置内,测定29sinmr光谱。作为nmr分光分析装置,例如可以使用日本电子株式会社制jnm-eca800。在29sinmr光谱的测定时,例如将累积次数设定为4096次,将测定范围设定为-250ppm~250ppm。

在像这样操作而得到的水解产物的29sinmr光谱中,认为在-120ppm~10ppm的范围内出现的峰来源于硅氧烷键及硅烷醇基中的至少一者。因此,在该范围内具有峰的情况下,可以推定水解产物具有硅氧烷键及硅烷醇基中的至少一者。

图4是表示副产物的水解产物的29sinmr光谱的一个例子的图表。图4中,横轴表示化学位移(ppm),纵轴表示相对强度。在图4中所示的29sinmr光谱中,在-70ppm的位置处检测到相对强度最大的峰。

作为处理液使用的水可为纯水、离子交换水、纯化水、自来水或它们的混合物。

碱性的处理液可使用在水中溶解无机碱或有机碱中的至少一者而得到的溶液。在碱性处理液中,无机碱及有机碱的浓度例如设定为0.01质量%~30质量%,优选设定为0.1质量%~10质量%。

作为无机碱,例如使用选自由碱金属元素的氢氧化物及碱土类金属元素的氢氧化物等金属氢氧化物、碱金属、碱金属元素的碳酸盐及碱土类金属元素的碳酸盐等碳酸盐、碱金属元素的碳酸氢盐等碳酸氢盐、金属氧化物、以及氢氧化铵(nh4oh)构成的组中的至少1种。

金属氢氧化物例如为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铜、氢氧化铁、氢氧化锌、氢氧化铝或它们的混合物。

碱金属例如为钾的单质金属、锂的单质金属、钠的单质金属或它们的混合物。

碳酸盐例如为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸钾、碳酸锂、碳酸钡、碳酸镁或它们的混合物。

碳酸氢盐例如为碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸氢钾、碳酸氢钙或它们的混合物。

金属氧化物例如为氧化钙、氧化镁、氧化钠或它们的混合物。

另外,无机碱优选为选自由氢氧化钠(naoh)、氢氧化钾(koh)、碳酸钠(na2co3)、氢氧化钙(ca(oh)2)、氢氧化锂(lioh)、碳酸氢钠(nahco3)及氢氧化铵(nh4oh)构成的组中的至少1种。这样的无机碱由于毒性低,因此若使用这样的无机碱,则能够更安全地处理副产物。

另外,无机碱更优选为选自由氢氧化钾(koh)、碳酸钠(na2co3)、氢氧化锂(lioh)、碳酸氢钠(nahco3)及氢氧化铵(nh4oh)构成的组中的至少1种。若使用这样的无机碱,则由于反应平稳地进行,因此能够更安全地进行处理。

作为有机碱,例如使用选自由氢氧化烷基铵类、有机金属化合物、金属醇盐、胺及杂环式胺构成的组中的至少1种。

氢氧化烷基铵类例如为氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、氢氧化胆碱或它们的混合物。

有机金属化合物例如为有机锂、有机镁或它们的混合物。有机锂为例如丁基锂、甲基锂或它们的混合物。有机镁例如为丁基镁、甲基镁或它们的混合物。

金属醇盐例如为乙醇钠、丁醇钠、乙醇钾、丁醇钾、苯酚钠、苯酚锂、乙醇钠、丙醇钠、异丙醇钠或它们的混合物。

胺为甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、三乙基胺、乙二胺、二乙基胺、苯胺或它们的混合物。

杂环式胺为吡啶、吡啶烷、咪唑、哌啶或它们的混合物。

有机碱优选选自由苯酚钠(c6h5ona)、2-羟基乙基三甲基氢氧化铵(氢氧化胆碱)及氢氧化四甲基铵(tmah)构成的组中的至少1种。

碱性处理液的ph优选在处理前后为8~14。另外,处理前的碱性处理液的ph更优选为9~14,进一步优选为10~14。

处理液也可以包含表面活性剂、ph缓冲剂等任选成分。

表面活性剂会提高处理液中的副产物的分散性,提高处理速度。处理液中的表面活性剂的浓度例如设定为0.01质量%~10质量%,优选设定为0.1质量%~1质量%。

表面活性剂例如包含选自由阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、两性表面活性剂及非离子性表面活性剂构成的组中的至少1种。

阴离子性表面活性剂例如为月桂酸钠、硬脂酸钠、月桂基硫酸钠、1-己烷磺酸钠、月桂基磷酸或它们的混合物。

阳离子性表面活性剂例如为四甲基氯化铵、苯扎氯铵、辛基三甲基氯化铵、单甲基胺盐酸盐、丁基氯化吡啶鎓或它们的混合物。

两性表面活性剂例如为月桂基二甲基氨基醋酸甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰谷氨酸钠、月桂基二甲基胺n-氧化物或它们的混合物。

非离子性表面活性剂例如为月桂酸甘油酯、五乙二醇单十二烷基醚、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、月桂酸二乙醇酰胺、辛基葡糖苷、鲸蜡醇或它们的混合物。

表面活性剂优选包含苯扎氯铵及月桂酸钠中的至少一者,更优选使用苯扎氯铵。

ph缓冲剂在副产物的处理中发挥将处理液的ph保持恒定的作用。通过使用ph缓冲剂,能够抑制副产物处理后的溶液的ph变得过高或变得过低。因此,若使用ph缓冲剂,则能够更安全地将副产物无害化。

处理液中的ph缓冲剂的浓度例如设定为0.01质量%~30质量%,优选设定为0.1质量%~10质量%。

作为ph缓冲剂,可以使用弱酸与其共轭碱的混合物、弱碱与其共轭酸的混合物。作为ph缓冲剂,例如使用醋酸(ch3cooh)与醋酸钠(ch3coona)的混合物、柠檬酸与柠檬酸钠的混合物、或三羟基甲基氨基甲烷(tham)与乙二胺四乙酸(edta)的混合物。

3)判定方法

副产物的处理的判定方法包括基于关于第一固形物的si-α键及si-h键中的至少一者的利用化学分析的信号来判定副产物的处理的进行。

副产物中所含的si-α键可与水及碱性水溶液反应而被切断。另外,副产物中所含的si-h键可与碱性水溶液反应而被切断。因此,副产物的si-α键及si-h键的量可随着副产物的处理的进行而减少。于是,以关于副产物与处理液的反应产物即第一固形物的si-α键及si-h键中的至少一者的利用化学分析的信号作为指标,可以把握副产物的处理的进行度。由此,可以管理副产物的处理。

副产物的处理的判定方法可包括事先设定作为副产物的处理是否完成的基准的阈值。在该方法中,在第一固形物的si-α键及si-h键中的至少一者的信号的强度为阈值以下的情况下,判定副产物的处理完成,在超过阈值的情况下,可以判定副产物的处理未完成。

进而,副产物的处理的判定方法可包括:使副产物与处理液接触后,每经过一定时间采集第一固形物,获得所采集的各个第一固形物中的si-α键及si-h键中的至少一者的信号的强度。在该方法中,通过将与处理液的接触时间长的第一固形物中的si-α键及si-h键中的至少一者的信号的强度以及与处理液的接触时间短的第一固形物中的si-α键及si-h键中的至少一者的信号的强度进行比较,确认经时变化,从而可以把握副产物的处理的进行度。进而,通过在该方法中组合设定上述的阈值的方法,可以每经过时间判定副产物的处理是否完成、或者副产物的中和分解及水解中的某一者是否完成。

来源于第一固形物中所含的si-α键或si-h键的信号可通过各种化学分析而获得。作为该信号,例如使用通过对第一固形物进行化学分析而得到的来源于si-α键或si-h键的峰的高度、面积、或者半值全宽等。这些信号可与si-α键或si-h键的含量相关。因此,以来源于这些键的峰作为指标,可以推定第一固形物中残存的si-α键及si-h键的含量。

作为化学分析,例如可列举出拉曼分光分析、红外分光分析或核磁共振分光分析。以下,作为获得来源于si-cl键的信号的方法的例子,列举出红外分光分析及核磁共振分光分析进行说明。另外,作为获得来源于si-h键的信号的方法的例子,列举出拉曼分光分析进行说明。

3-1)使用了红外分光分析的判定方法

首先,从第一固形物与处理液的混合物采集第一固形物。将所采集的第一固形物使用氟树脂制的刮勺进行粉碎。将粉碎后的第一固形物使用真空泵在5pa以下的减压下干燥2小时以上而得到测定试样。作为测定试样,只要使用第一固形物的至少一部分即可,干燥处理也可以省略。即,测定试样也可以包含水或碱性水溶液。

接着,对测定试样通过1次反射型atr法进行红外分光分析,得到红外分光光谱。作为红外分光分析装置,例如使用日本分光株式会社制的ft/ir-6300。作为棱镜,例如使用金刚石棱镜。在分析时,例如将入射角设定为45°,将测定范围设定为400cm-1~4000cm-1,将分辨率设定为4cm-1,将累积次数设定为100次。对于所得到的红外分光光谱,优选进行基线修正及平滑化处理。

在所得到的红外分光光谱中,认为来源于si-cl键的峰在波数为800cm-1~900cm-1的范围内出现。认为在该范围内出现的峰的吸光度i1与第一固形物中所含的si-cl键的量相关。即,如果该峰的吸光度i1高,则可以判定第一固形物中所含的si-cl键的量多,如果吸光度i1低,则可以判定第一固形物中所含的si-cl键的量少。来源于si-cl键的峰强度也可以称为波数是800cm-1~900cm-1的范围内的极大值。

另外,例如,将副产物与处理液混合后,通过在经过时间不同的测定试样中,将波数为800cm-1~900cm-1的范围内的极大值的吸光度i1的高度进行比较,从而可以管理水解处理或中和分解处理的进行。即,首先,通过与上述同样的方法,获得第一固形物的红外分光光谱,记录极大值的吸光度i1-1。接着,对于以更长时间与处理液接触后的第一固形物,获得红外分光光谱,记录极大值的吸光度i1-2。如果吸光度i1-2比吸光度i1-1低,则可以判定水解处理或中和分解处理的进行进展。另外,例如,每隔一定时间重复进行该操作,在第一固形物中的吸光度i1成为阈值以下或从红外分光光谱消失的时刻,可以判定副产物的中和分解完成、副产物的无害化处理完成。

或者,通过将在不活泼气氛下采集的副产物的极大值的吸光度i1与第一固形物的极大值的吸光度i1进行比较,可以把握水解处理或中和分解处理的进行度。在不活泼气氛下采集的副产物的红外分光光谱例如可通过显微反射法而获得。

3-1-1)利用红外分光分析的判定方法例1

本发明人们进行了深入研究,结果发现:通过如下设定关于波数为800cm-1~900cm-1的范围内的极大值的吸光度i1的阈值,可以判定副产物的处理的进行度。

(1)在吸光度i1为0.050以下的情况下:可以推定在第一固形物中基本不存在si-cl键。因此,可以判定副产物的中和分解完成、副产物的无害化处理完成。

(2)在吸光度i1大于0.050且为0.10以下的情况下:认为在第一固形物中,在其内部残存有si-cl键的一部分。因此,可以判定仅副产物的水解完成、副产物的处理的一部分未完成。

(3)在吸光度i1大于0.10的情况下:认为在第一固形物中,残存有许多si-cl键。因此,可以判定副产物的水解及中和分解中的任一者均未完成、副产物的处理未完成。

3-1-2)利用红外分光分析的判定方法例2

进而,本发明人们进行了深入研究,结果发现:通过将极大值的吸光度i1与比极大值的吸光度i1位于高波数侧且波数为900cm-1~1000cm-1的范围内的极小值的吸光度i2进行比较,可以判定副产物的处理的进行度。具体而言,对于从极大值的吸光度i1减去极小值的吸光度i2而得到的值(i1-i2),通过如下述所示的那样设定阈值,可以判定副产物的处理的进行度。

(1)在值(i1-i2)为0.001以下的情况下:可以判定副产物的中和分解完成、副产物的无害化处理完成。

(2)在值(i1-i2)大于0.001并且极小值的吸光度i2为0.130以下的情况下:可以判定仅副产物的水解完成、副产物的处理的一部分未完成。

(3)在值(i1-i2)大于0.001并且极小值的吸光度i2大于0.130的情况下:可以判定副产物的中和分解及水解中的任一者均未完成、无害化处理未完成。

需要说明的是,极大值的吸光度i1及极小值的吸光度i2为从基线起的高度。基线在红外分光光谱中为最低的吸光度。

3-2)使用了拉曼分光分析的判定方法

首先,通过与红外分光分析的判定方法中说明的同样的方法,得到测定试样。接着,对测定试样进行显微激光拉曼分光分析,得到拉曼光谱。作为显微激光拉曼分光分析装置,例如使用日本分光株式会社制的nrs-5100ms。在分析时,例如将激光波长设定为532nm,将测定范围设定为8.2cm-1~4000cm-1,将分辨率设定为3.4cm-1,将累积次数设定为10次,将曝光时间设定为5秒。对于所得到的拉曼光谱,优选进行基线修正及平滑化处理。

在所得到的拉曼光谱中,认为来源于si-h键的峰在拉曼位移为2000cm-1~2500cm-1的范围内出现。认为在该范围内出现的峰的强度r1与第一固形物中所含的si-h键的量相关。即,如果该峰的强度r1高,则可以判定第一固形物中所含的si-h键的量多,如果强度r1低,则可以判定第一固形物中所含的si-h键的量少。归属于si-h键的峰强度也可以称为拉曼位移是2000cm-1~2500cm-1的范围内的极大值。

si-h键可成为表示副产物的酸性度的指标。在第一固形物中残存许多si-h键的情况下,可表示副产物的中和分解不充分。因此,通过将si-h键的信号设定为指标,可以判定副产物的中和分解的进行度。

另外,例如将副产物与处理液混合后,通过在经过时间不同的测定试样中,将拉曼位移为2000cm-1~2500cm-1的范围内的极大值的强度r1的高度进行比较,可以管理水解处理或中和分解处理的进行。即,首先,通过与上述同样的方法,获得第一固形物的拉曼光谱,记录极大值的强度r1-1。接着,对于以更长时间与处理液接触后的第一固形物,获得拉曼光谱,记录极大值的强度r1-2。如果强度r1-2比强度r1-1低,则可以判定水解处理或中和分解处理的进行进展。另外,例如,每隔一定时间反复进行该操作,在第一固形物中的强度r1从拉曼光谱消失的时刻,可以判定副产物的中和分解完成、副产物的无害化处理完成。

或者,通过将在不活泼气氛下采集的副产物的极大值的强度r1与第一固形物的极大值的强度r1进行比较,可以把握水解处理或中和分解处理的进行度。

3-2-1)利用拉曼分光分析的判定方法例

另外,本发明人们进行了深入研究,结果发现:通过将拉曼位移为2000cm-1~2500cm-1的范围的第1极大值的强度r1与拉曼位移为2700cm-1~3500cm-1的范围的第2极大值的强度r2进行比较,可以判定副产物的处理的进行度。认为拉曼位移为2700cm-1~3500cm-1的范围的第2极大值与来源于羟基(-oh)或有机碱中所含的甲基(-ch3)的峰相对应。具体而言,关于强度r1与强度r2之比r1/r2,通过如下述所示的那样设定阈值,可以判定副产物的处理的进行度。

(1)在比r1/r2为1/5以下的情况(比r1/r2为0.20以下的情况下):认为副产物中的si-h键被充分切断。因此,可以判定副产物的中和分解完成、无害化处理完成。

(2)在比r1/r2大于1/5的情况(比r1/r2大于0.20的情况下):认为副产物中的si-h键未被充分切断。因此,可以判定副产物的中和分解未完成、无害化处理未完成。

需要说明的是,第1极大值的强度r1及第2极大值的强度r2为从基线起的高度。基线是将推定为无峰的部分的光谱连结的线。

3-3)使用了核磁共振分光分析的分析方法

作为测定试样,例如使用将0.2g的干燥后的第一固形物与2ml的脱水氘代甲苯(关东化学制:制品编号21744-1a)混合并将该混合物静置4小时而得到的物质。将该测定试样分取至株式会社haruna制带j.young阀的试样管(s-5-600-jy-8)中,将该nmr试样管安置于nmr分光分析装置内,测定29sinmr光谱。作为nmr分光分析装置,例如可以使用jeol社制jnm-eca800。在29sinmr光谱的测定时,例如将累积次数设定为3500次,将测定范围设定为-500ppm~500ppm。

在所得到的29sinmr光谱中,归属于si-cl键的峰根据一个例子在-40ppm~10ppm的范围内出现,根据另一例子,在-10ppm~5ppm的范围内出现。认为该峰的强度与第一固形物中所含的si-cl键的量相关。即,如果该峰的强度高,则可以判定第一固形物中所含的si-cl键的量多,如果强度低,则可以判定第一固形物中所含的si-cl键的量少。

3-4)其他

以上说明的判定方法也可以将多种化学分析组合进行。例如,通过将上述的红外分光分析与拉曼分光分析组合,可以更准确地判定副产物的处理的进行。

另外,也可以将使用上述的si-α键及si-h键中的至少一者的信号作为指标的判定方法与以处理液的ph作为指标的方法组合。即,若如上述那样使副产物与处理液接触,则可生成氯化氢(hcl)等卤化氢。因此,第一固形物与处理液的混合物中的处理液的ph可降低。在该氯化氢等卤化氢被充分中和的情况下,认为第一固形物与处理液的混合物中的处理液显示出大于7的ph。因此,在第一固形物与处理液的混合物中的处理液的ph大于7的情况下,可以判定处理液中的氯化氢等卤化氢被中和。进而,在第一固形物与处理液的混合物中的处理液的ph为12以上的情况下,可以判定处理液中的氯化氢等卤化氢被充分中和。

另外,也可以将使用上述的si-α键及si-h键中的至少一者的信号作为指标的判定方法与以处理液的上升温度作为指标的方法组合。即,若使副产物与处理液接触,则通过副产物的中和分解反应或水解反应,在副产物与处理液的混合物中,处理液的温度可上升。因此,与副产物接触之前的处理液和与副产物接触后的处理液的温度差可成为用于判定副产物的处理的进行度的指标。例如,连续地测定副产物与处理液的混合物中的处理液的温度,在温度上升的期间,可以判定副产物的中和分解或水解为进行中。

另外,通过将该方法与上述的ph浓度的测定进一步组合,可以判定副产物的处理的安全性。例如,在副产物与处理液的混合物中,在未产生处理液的温度上升及ph的降低这两者的情况下,可以判定充分存在相对于副产物的碱量,副产物的中和分解充分进行。

以上说明的实施方式的判定方法使用第一固形物的si-α键及si-h键中的至少一者的信号作为指标。因此,可以判定副产物的处理的进行。

[处理方法]

实施方式的处理方法包括:使包含水的处理液与副产物接触而得到第一固形物;以及,基于关于第一固形物的si-α键及si-h键中的至少一者的利用化学分析的信号来判定副产物的处理的进行。作为处理液,可以使用上述的水及碱性水溶液。

即,通过在利用处理液进行的副产物的处理方法中组合上述的实施方式的判定方法,可以管理副产物的终点。根据这样的方法,能够防止在副产物的无害化处理的完成前错误地取出副产物,作业者能够更安全地进行副产物的处理作业。另外,由于防止为了副产物的处理而投入过量的碱或需要过量的作业时间,因此能够提高副产物的处理的效率性。

实施方式的处理方法通过与设定上述的信号的阈值的方法组合,能够进一步提高安全性及效率性。即,实施方式的处理方法可包括:在信号的强度为阈值以下的情况下,停止副产物的处理。另外,可包括:在超过阈值的情况下,在第一固形物与处理液的混合物中进一步加入处理液。或者,为了使副产物与处理液充分反应,可将第1混合物与处理液的混合物放置一定时间。或者,可包括:作为处理液,进一步追加ph更高的碱性水溶液。

作为进一步的具体例子,以下对在实施方式的处理方法中组合上述3-1-1)利用红外分光分析的判定方法例1、3-1-2)利用红外分光分析的判定方法例2及3-2-1)利用拉曼分光分析的判定方法例时的处理方法进行说明。

1-1)与利用红外分光分析的判定方法例1组合的处理方法

(1)在吸光度i1为0.050以下、判定副产物的无害化处理完成的情况下:停止副产物的处理。之后,也可以从处理液与第一固形物的混合物内取出第一固形物,进一步进行将第一固形物焚烧或废弃的处理。

(2)在吸光度i1大于0.050且为0.10以下、判定副产物的处理的一部分未完成的情况下:在第一固形物与处理液的混合物中进一步追加处理液。或者,为了使副产物与处理液充分反应,将第1混合物与处理液的混合物放置一定时间。或者,作为处理液,进一步追加ph更高的碱性水溶液。之后,优选对第一固形物进一步进行红外分光分析,确认吸光度i1。该利用进一步的红外分光分析的判定优选反复进行至吸光度i1成为0.050以下为止。

(3)在吸光度i1大于0.10、判定副产物的处理未完成的情况下:在第一固形物与处理液的混合物中进一步追加处理液。或者,为了使副产物与处理液充分反应,将第1混合物与处理液的混合物放置一定时间。或者,作为处理液,进一步追加ph更高的碱性水溶液。之后,优选对第一固形物进一步进行红外分光分析,确认吸光度i1。该利用进一步的红外分光分析的判定优选反复进行至吸光度i1成为0.050以下为止。

1-2)与利用红外分光分析的判定方法例2组合的处理方法

(1)在值(i1-i2)为0.001以下、判定副产物的无害化处理完成的情况下:停止副产物的处理。之后,也可以从处理液与第一固形物的混合物内取出第一固形物,进一步进行将第一固形物焚烧或废弃的处理。

(2)在值(i1-i2)大于0.001并且极小值的吸光度i2为0.130以下、判定副产物的处理的一部分未完成的情况下:在第一固形物与处理液的混合物中进一步追加处理液。或者,为了使副产物与处理液充分反应,将第1混合物与处理液的混合物放置一定时间。或者,作为处理液,进一步追加ph更高的碱性水溶液。之后,优选对第一固形物或进一步进行红外分光分析,确认吸光度i1及值(i1-i2)。该利用进一步的红外分光分析的判定优选反复进行至值(i1-i2)成为0.001以下为止。

(3)在值(i1-i2)大于0.001并且极小值的吸光度i2大于0.130、判定副产物的无害化处理未完成的情况下:在第一固形物与处理液的混合物中进一步追加处理液。或者,为了使副产物与处理液充分反应,将第1混合物与处理液的混合物放置一定时间。或者,作为处理液,进一步追加ph更高的碱性水溶液。之后,优选对第一固形物进一步进行红外分光分析,确认吸光度i1及值(i1-i2)。该利用进一步的红外分光分析的判定优选反复进行至值(i1-i2)成为0.001以下为止。

1-3)与利用拉曼分光分析的判定方法例组合的处理方法

(1)在比r1/r2为1/5以下、判定副产物的无害化处理完成的情况下:停止副产物的处理。之后,也可以从处理液与第一固形物的混合物内取出第一固形物,进一步进行将第一固形物焚烧或废弃处理。

(2)在比r1/r2大于1/5、判定副产物的无害化处理未完成的情况下:在第一固形物与碱性水溶液的混合物中进一步追加处理液。或者,为了使副产物与处理液充分反应,将第1混合物与处理液的混合物放置一定时间。或者,作为处理液,进一步追加ph更高的碱性水溶液。之后,优选对第一固形物进一步进行拉曼分光分析,确认比r1/r2。该利用进一步的拉曼分光分析的判定优选反复进行至比r1/r2成为1/5以下为止。

2)2阶段处理方法

实施方式的处理方法也可以分成副产物的利用水的前处理和利用碱性水溶液的本处理的2个阶段来进行。该处理方法可包括:使水与副产物接触而得到第二固形物;使碱性水溶液与第二固形物接触而得到第三固形物;以及,基于关于第三固形物的si-α键及si-h键中的至少一者的利用化学分析的信号来判定副产物的处理的进行。第二固形物可为副产物的水解产物。另外,第三固形物可为副产物的中和分解产物。

该处理方法也可以进一步包括基于关于第二固形物的si-α键及si-h键中的至少一者的利用化学分析的信号使碱性水溶液与第二固形物接触。

根据该处理方法,可更平稳地对副产物进行处理。

作为进一步的具体例子,以下对在实施方式的处理方法中组合上述的3-1-1)利用红外分光分析的判定方法例1、3-1-2)利用红外分光分析的判定方法例2及3-2-1)利用拉曼分光分析的判定方法例时的处理方法进行说明。

2-1)与利用红外分光分析的判定方法例1组合的处理方法

(1)在第二固形物的吸光度i1大于0.050且0.10以下、判定副产物的无害化处理的一部分未完成的情况下:在第二固形物与水的混合物中进一步追加碱性水溶液,得到第三固形物。

(2)在第二固形物的吸光度i1大于0.10、判定副产物的无害化处理未完成的情况下:在第二固形物与水的混合物中进一步追加水。或者,为了使副产物与水充分反应,将第2混合物与水的混合物放置。或者,在第二固形物与水的混合物中进一步追加碱性水溶液,得到第三固形物。

(3)在第二固形物或第三固形物的吸光度i1为0.050以下、判定副产物的无害化处理完成的情况下:停止副产物的处理。之后,也可以从第二固形物与水的混合物或者第三固形物与碱性水溶液的混合物内取出第二固形物或第三固形物,进一步进行将第二固形物或第三固形物焚烧或废弃的处理。

(4)在第三固形物的吸光度i1大于0.10、判定副产物的无害化处理未完成的情况下、或者大于0.050且为0.10以下、判定副产物的无害化处理一部分未完成的情况下:在第三固形物与碱性水溶液的混合物中进一步追加碱性水溶液。或者,为了使副产物与碱性水溶液充分反应,将第3混合物与碱性水溶液的混合物放置一定时间。或者,进一步追加ph更高的碱性水溶液。之后,优选对第三固形物进一步进行红外分光分析,确认吸光度i1。该利用进一步的红外分光分析的判定优选反复进行至吸光度i1成为0.050以下为止。

2-2)与利用红外分光分析的判定方法例2组合的处理方法

(1)在第二固形物的值(i1-i2)大于0.001并且极小值的吸光度i2为0.130以下、判定副产物的处理的一部分未完成的情况下:在第二固形物与水的混合物中进一步追加碱性水溶液,得到第三固形物。

(2)在第二固形物的值(i1-i2)大于0.001并且极小值的吸光度i2大于0.130、判定副产物的无害化处理未完成的情况下:在第二固形物与水的混合物中进一步追加水。或者,为了使副产物与水充分反应,将第2混合物与水的混合物放置。或者,在第二固形物与水的混合物中进一步追加碱性水溶液,得到第三固形物。之后,优选对第二固形物或第三固形物进一步进行红外分光分析,确认吸光度i1及值(i1-i2)。该利用进一步的红外分光分析的判定优选反复进行至值(i1-i2)成为0.001以下为止。

(3)在第二固形物或第三固形物的值(i1-i2)为0.001以下、判定副产物的无害化处理完成的情况下:停止副产物的处理。之后,也可以从第二固形物与水的混合物、或者第三固形物与碱性水溶液的混合物内取出第二固形物或第三固形物,进一步进行将第二固形物或第三固形物焚烧或废弃的处理。

(4)在第三固形物的值(i1-i2)大于0.001并且极小值的吸光度i2为0.130以下、判定副产物的处理一部分未完成的情况以及值(i1-i2)大于0.001并且极小值的吸光度i2大于0.130、判定副产物的无害化处理未完成的情况下:在第三固形物与碱性水溶液的混合物中进一步追加碱性水溶液。或者,为了使副产物与碱性水溶液充分反应,将第3混合物与碱性水溶液的混合物放置。或者,进一步追加ph更高的碱性水溶液。之后,优选对第三固形物进一步进行红外分光分析,确认吸光度i1及值(i1-i2)。该利用进一步的红外分光分析的判定优选反复进行至值(i1-i2)成为0.001以下为止。

2-3)与利用拉曼分光分析的判定方法例组合的处理方法

(1)在第二固形物的比r1/r2大于1/5、判定副产物的无害化处理未完成的情况下:在第二固形物与水的混合物中进一步追加碱性水溶液,得到第三固形物。

(2)在第二固形物或第三固形物的比r1/r2为1/5以下、判定副产物的无害化处理完成的情况下:停止副产物的处理。之后,也可以从第二固形物与水的混合物、或者第三固形物与碱性水溶液的混合物内取出第二固形物或第三固形物,进一步进行将第二固形物或第三固形物焚烧或废弃的处理。

(3)在第三固形物的比r1/r2大于1/5、判定副产物的无害化处理未完成的情况下:在第三固形物与碱性水溶液的混合物中进一步追加碱性水溶液。或者,为了使副产物与碱性水溶液充分反应,将第3混合物与碱性水溶液的混合物放置。或者,进一步追加ph更高的碱性水溶液。之后,优选对第三固形物进一步进行拉曼分光分析,确认比r1/r2。该利用进一步的拉曼分光分析的判定优选反复进行至比r1/r2成为1/5以下为止。

3)其他

实施方式的处理方法除了使用上述的si-α键及si-h键中的至少一者的信号作为指标的判定方法以外,还可以组合利用以处理液的ph作为指标的方法。即,在上述的方法中,除了信号的强度为阈值以下以外,在第一固形物或第三固形物与处理液的混合物中的处理液的ph大于7的情况或为12以上的情况下,也可以停止副产物的处理。另外,在第一固形物或第三固形物与处理液的混合物中的处理液的ph低于12或为7以下的情况下,也可以进行在混合物中进一步加入碱性水溶液的处理。

另外,除了使用上述的si-α键及si-h键中的至少一者的信号作为指标的判定方法以外,还可以组合利用以处理液的温度变化作为指标的方法。即,在上述的方法中,除了信号的强度为阈值以下以外,测定第一固形物或第三固形物与处理液的混合物中的处理液的温度变化,在温度变化停止的时刻或者温度的上升停止且温度开始降低的时刻,也可以停止副产物的处理。或者,在第一固形物或第三固形物与处理液的混合物中的处理液的温度从与副产物混合之前的温度起上升规定温度的情况下,也可以进一步实施处理液的追加,也可以实施ph更高的处理液的追加。

另外,实施方式的处理方法也可以包括:对第一固形物与处理液的混合物、第二固形物与水的混合物、或者第三固形物与碱性水溶液的混合物进行超声波处理等粉碎处理。

以上说明的实施方式的处理方法利用实施方式的判定方法。因此,若使用实施方式的处理方法,则能够更安全更有效地进行副产物的处理。

实施例

以下,对实施例进行说明。

[试样a~d的准备]

首先,将原料气体导入外延生长装置中,在800℃的温度下与硅基板反应,在硅基板上形成单晶硅膜。作为原料气体,使用在氢气中混合二氯硅烷和氯化氢而得到的混合气体。混合气体中的氢的浓度为95体积%以上。

接着,在氮气氛下将外延生长装置的配管分解,采集副产物,作为试样a。副产物为白色的乳霜状液体。对所采集的副产物用核磁共振分光分析及质量分析进行分析,结果确认到包含具有认为符合上述结构式(e)至(h)的环状结构的氯硅烷类。

接着,在经氩置换的手套箱内,将50mg的副产物分别量取至3个培养皿中。将这些培养皿放入气密容器中,移动至大气气氛下的通风室。通风室的温度为26.4℃,湿度为55%。

将3个培养皿从气密容器中取出,在第一个培养皿内添加1.0ml的水而与副产物接触,得到第一固形物与水的混合物。经过60分钟后,从混合物中取出第一固形物,使其干燥,作为试样b。该处理一边使用温度计测定处理液中的温度一边进行。

在第二个培养皿内添加1.0ml的碱性水溶液而与副产物接触,得到第一固形物与碱性水溶液的混合物。经过60分钟后,从混合物中取出第一固形物,使其干燥,作为试样c。该处理一边使用温度计测定处理液中的温度一边进行。作为碱性水溶液,使用在水中溶解氢氧化四甲基铵(tmah)而得到的溶液。在碱性水溶液中,tmah的浓度为0.5质量%,其ph为12。

将第三个培养皿内的副产物在大气气氛下的通风室内放置60分钟,使副产物与空气反应,得到第一固形物。将该第一固形物作为试样d。

[爆炸性及燃烧性确认试验]

对于试样b~d,通过以下的方法,确认了是否具有爆炸性及燃烧性。首先,将试样放入金属容器内。对金属容器内的试样一边接触一边活动sus制的刮勺,通过目视确认了第一固形物是否起火。在第一固形物起火的情况下,判定了第一固形物具有爆炸性,在第一固形物未起火的情况下,判定了第一固形物不具有爆炸性。

另外,对分取至金属容器的试样使用轻便点火装置接触火焰,通过目视确认了是否起火。此时,火焰的温度大概设定为500℃。在第一固形物起火的情况下,判定了第一固形物具有燃烧性,在第一固形物未起火的情况下,判定了第一固形物不具有燃烧性。

在第一固形物不具有爆炸性及燃烧性中的任一者的情况下,判定了无害化处理完成,在不具有爆炸性及燃烧性的某一者的情况下,判定了无害化处理的一部分未完成,在具有爆炸性及燃烧性这两者的情况下,判定了无害化处理未完成。需要说明的是,对于试样a,设定为具有爆炸性及燃烧性中的任一者。将该判定结果示于表1中。

(ph测定)

使用ph试验纸测定副产物的处理前的水及碱性水溶液的ph、以及第一固形物与水或碱性水溶液的混合物中的水或碱性水溶液的ph。将其结果示于表1中。

[红外分光分析]

对于试样b~d,在上述的条件下进行红外分光分析,得到了各试样的红外分光光谱。另外,对于试样a,通过显微ir法得到了红外分光光谱。需要说明的是,作为附件,使用日本分光株式会社制irt-7000,测定范围设定为650cm-1~4000cm-1,将分辨率设定为4cm-1,将累积次数设定为100次。将其结果示于图5及图6中。图5是表示试样a~d的红外分光光谱的一个例子的图表。图6是将图5中所示的图表的一部分放大而得到的图表。在图5及图6中,横轴表示波数,纵轴表示吸光度。在图5及图6中,a-i、b-i、c-i及d-i分别表示试样a、试样b、试样c及试样d的红外分光光谱。在图5及图6中所示的红外分光光谱中,基线的吸光度为0。

在图5中所示的图表中认为:在2900cm-1~3700cm-1的范围内出现的峰来源于羟基(-oh),在2700cm-1~3000cm-1的范围内出现的峰来源于甲基(-ch3),2000cm-1~2400cm-1的范围为包含金刚石棱镜自身的吸收的区域,在1500cm-1~1700cm-1的范围内出现的峰来源于tmah,在900cm-1~1300cm-1的范围内出现的峰来源于si-o-si键,在800cm-1~900cm-1的范围内出现的峰来源于si-cl键。需要说明的是,在800cm-1~900cm-1的范围内出现的峰也有可能来源于si-si键。图7中,将si-cl键的峰用圆包围。

在图6中所示的图表中,点p1及p2分别表示试样a的极大值i1及极小值i2。另外,点p3及p4分别表示试样b的极大值i1及极小值i2。另外,点p5及p6分别表示试样d的极大值i1及极小值i2。在试样c中,极大值i1的吸光度与极小值i2的吸光度为相等的值。

如由图6表明的那样,在试样c的红外分光光谱中,基本未见到来源于si-cl键的峰。另一方面,在试样a、b及d的红外分光光谱中,见到来源于si-cl键的峰。该峰的大小按照试样a、试样d、试样b的顺序大。

由各红外分光光谱算出极大值i1、极小值i2及值(i1-i2),基于上述的利用红外分光分析的判定方法例1及2,对试样a~d判定了无害化处理是否完成。将其结果示于表2中。

[拉曼分光分析]

对于试样a~d,以上述的条件进行拉曼分光分析,得到各试样的拉曼光谱。将其结果示于图7及图8中。图7是表示试样a~d的拉曼光谱的一个例子的图表。图8是将图7中所示的图表的一部分放大而得到的图表。在图7及图8中,横轴表示拉曼位移,纵轴表示强度。在图7及图8中,a-r、b-r、c-r及d-r分别表示试样a、试样b、试样c及试样d的拉曼光谱。

在图7中所示的图表中认为:在3200cm-1~3800cm-1的范围内出现的峰来源于羟基(-oh),在1400cm-1~1600cm-1的范围内及2700cm-1~3200cm-1的范围内出现的峰来源于甲基(-ch3),在2000cm-1~2500cm-1的范围内出现的峰来源于si-h键。在图7中,将si-h键的峰用圆包围。

如图8中所示的那样,在试样c的拉曼光谱,基本未见到来源于si-h键的峰。另一方面,在试样a、b及d的拉曼光谱中,见到来源于si-h键的峰。另外,在试样b的拉曼光谱中,见到由荧光产生的影响。

基于上述的利用拉曼分光分析的判定方法例,算出强度r1、强度r2及比r1/r2,对试样a~d判定了无害化处理是否完成。将其结果示于表3中。

在以下的表1~表3中示出判定方法的结果。

[表1]

在上述表1中,在标记为“处理方法”的列中,记载了制备各试样时的特征。另外,在标记为“爆炸性”及“燃烧性”的列中,记载了各试样的爆炸性及燃烧性确认试验的结果。另外,在标记为“处理前ph”的列中,记载了副产物的处理中使用的水及碱性处理液的ph。另外,在标记为“处理后ph”的列中,记载了第一固形物与水或碱性水溶液的混合物中的水或碱性水溶液的ph。另外,在标记为“最高温度(℃)”的列中,记载了将副产物处理中的处理液所达到的最高温度。另外,在标记为“判定”的列中,在各试样具有爆炸性及燃烧性的情况下记载为未完成,在具有爆炸性及燃烧性中的某一者的情况下记载为一部分未完成,在不具有爆炸性及燃烧性中的任一者的情况下记载为完成。

[表2]

在上述表2中,在标记为“处理方法”的列中,记载了制备各试样时的特征。另外,在“ir判定法1”的标题的下方的列中标记为“i1”的列中,记载了各试样的红外分光光谱中的波数为800cm-1~900cm-1的范围的极大值的吸光度i1。另外,在标记为“判定”的列中,在极大值的吸光度i1为0.050以下的情况下记载为完成,在极大值的吸光度i1大于0.050且为0.10以下的情况下,记载为一部分未完成,在极大值的吸光度i1大于0.10的情况下,记载为未完成。

在上述表2中,在“ir判定法2”的标题的下方的列中标记为“i2”的列中,记载了各试样的红外分光光谱中的波数为900cm-1~1000cm-1的范围的极小值的吸光度i2。另外,在标记为“i1-i2”的列中,记载了从极大值的吸光度i1减去极小值的吸光度i2而得到的值。另外,在标记为“判定”的列中,在值(i1-i2)为0.001以下的情况下记载为完成,在值(i1-i2)大于0.001并且极小值的吸光度i2为0.130以下的情况下,记载为一部分未完成,在值(i1-i2)大于0.001并且极小值的吸光度i2大于0.130的情况下,记载为未完成。

[表3]

在上述表3中,在标记为“处理方法”的列中,记载了制备了各试样时的特征。另外,在“拉曼判定法”的标题的下方的列中标记为“r1”的列中,记载了各试样的拉曼光谱中的拉曼位移为2000cm-1~2500cm-1的范围的极大值的强度。另外,在标记为“r2”的列中,记载了各试样的拉曼光谱中的拉曼位移为2700cm-1~3500cm-1的范围内出现的来源于oh基的峰的强度。另外,在标记为“r1/r2”的列中,记载了极大值的强度r1与oh基来源的峰的强度r2之比。另外,在标记为“判定”的列中,在比r1/r2为1/5以下的情况下记载为完成,在比r1/r2大于1/5的情况下记载为未完成。

如上述表1及表2中所示的那样,若使用利用红外分光分析的判定方法1及2,则能够获得与确认各试样的爆炸性及燃烧性的情况同样的结果。另外,如表1及表3中所示的那样,若使用利用拉曼分光分析的判定方法,则从副产物的处理是否完成的方面出发,能够获得与确认各试样的爆炸性及燃烧性的情况同样的结果。

以上说明的实施方式的判定方法使用第一固形物的si-α键及si-h键中的至少一者的信号作为指标。因此,可以判定副产物的处理的进行。

对本发明的几个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为例子提出的,并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式可以以其他的各种方式实施,在不脱离发明的主旨的范围内,可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形包含于发明的范围、主旨中,同时包含于权利要求书中记载的发明和其同等的范围内。

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