(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス中の水分を除去する方法に於いて、（１）前記ガスを解離室へ導入する工程、（２）前記ガスの分子に会合した水分子を前記ガスの分子から解離させる工程及び（３）解離した水分子を前記ガスから除去する工程を含むことを特徴とするガス中の水分除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は半導体製造産業に使用される材料ガス中の水分を除去する方法に関する。
【０００２】
半導体製造産業において、ＳｉＨ4，Ｓｉ2Ｈ6，ＳｉＨＣｌ3，ＳｉＣｌ4，ＡｓＦ5，ＰＦ3，ＰＦ5，ＮＦ3，ＳＦ6，ＷＦ6，ＨＦ，ＡｓＨ3，ＰＨ3，ＮＨ3，ＨＢｒ，ＢＣｌ3，ＨＣｌ，ＳｉＨ2Ｃｌ2，ＳｉＨ3Ｃｌ及びＢＦ3等のガスが使用されることがある。特にアルシン（ＡｓＨ3）及びホスフィン（ＰＨ3）等の特殊材料ガスが半導体製造産業において使用されている。最近の半導体の複雑化及び小型化にともない半導体の導体と導体との間隔はサブミクロンになっている。従ってこのようなガスに水分が含まれていると半導体の短絡を起す。そのためガスからほぼ１ｐｐｂ以下まで水分含有量を低下させなければならない。
【０００３】
吸着剤の発達等により、ガスから水分を除去する技術は大変進歩した。
【０００４】
しかしながら、大変進歩した従来技術でもってしてもガスから１ｐｐｂ以下にまで水分を除去することはできなかった。従来は水分を除去できない原因は不明であった。
【０００５】
本発明では本発明者の幅広い研究により、水分が前記の種々のガスと会合していることを発見した。本発明者はさらに、会合している水分子が、触媒法、紫外線法及び赤外線法によってガスから解離されることを発見した。
【０００６】
従って本発明は、ガス中の水分を除去する方法に於いて、前記ガスを解離室へ導入し前記ガス分子に会合した水分子をガス分子から解離させる工程と、解離した水分子を除去する工程を含むことを特徴とするガス中の水分除去方法に関する。
【０００７】
本発明において水分を除去すべきガスとは例えばＳｉＨ4，Ｓｉ2Ｈ6，ＳｉＨＣｌ3，ＳｉＣｌ4，ＡｓＦ5，ＰＦ3，ＰＦ5，ＮＦ3，ＳＦ6，ＷＦ6，ＨＦ，ＡｓＨ3，ＰＨ3，ＮＨ3，ＨＢｒ，ＢＣｌ3，ＨＣｌ，ＳｉＨ2Ｃｌ2，ＳｉＨ3Ｃｌ及びＢＦ3を意味する。
【０００８】
ガスに会合した水分子の解離は次の方法で行なうことができる。
【０００９】
（i）  低温、例えば５０℃〜３００℃で触媒の存在下、解離室で可能な限りガス自体の熱分解を抑制する低温領域で、そのガスから会合した水分子を選択的に解離させる。
【００１０】
（ii）  紫外線をそのガスに適用する。
【００１１】
（iii）  赤外線をそのガスに適用する。
【００１２】
上記の処理は一般に３分間以上適用することが好ましい。３〜５分間がより好ましい。
【００１３】
一般的に解離した水分子が再会合しないように解離室のすぐ後にＡｌ，Ｃｕ又はＳｉ金属を充填した水反応室を設けて酸化物が形成される。その後に例えばゼオライト等の吸着剤が充填されている吸着室を設けても良い。水反応室又は吸着室のどちらかを設けるが、その両方を設けても良い。又会合した水分子が解離した後、水とガスとが再会合しないように、蒸留により水を除去しても良い。
【００１４】
又解離した水分を除去するのは他の方法であっても良い。
【００１５】
吸着工程は多段で行なっても良い。
【００１６】
本発明において、いずれの方法においても、水分子が会合したガスから水分子の解離を低温で行なうために、そのガスの分解はほとんど生じない。
【００１７】
以下の実施例に基づいて本発明をさらに明らかにする。しかし本発明は下記の実施例によって何んら限定されるものでない。
【００１８】
実施例１
本実施例は、ガス分子に水分が会合しているという事実を発見したことを示す事例であり、その工程概略図を図１に示す。図１に示すように、シリンダーガスボンベ１０１には従来技術によって精製された１００％ＨＣｌガスが充填され、その１００％ＨＣｌガスは会合した水分子と少量の非会合水を含んでいた。ＨＣｌガスの圧力はレギュレーター１０２で調節される。ＨＣｌガスの流量はマスフローコントローラー１０３で調節される。ＨＣｌガスは解離室１０６を通る時、ガス中の会合した水は解離される。ＨＣｌガスがバイパス１０５を通る時、その会合した水は解離されない。ＨＣｌガスは解離室またはバイパスを通った後、その２種類のＨＣｌガスは分析計（水晶発振式及び光学露点式）１０７で分析された。図１中のパージ用Ｎ2ガス１０８は、分析開始前の系内置換用、分析後の分析系のガスの系内置換用に用いる。
【００１９】
ＨＣｌガスの圧力は、レギュレーター１０２で２Ｋｇ／ｃｍ2に調節し、マスフローコントローラー１０３で流量を２００、１００、５０ｃｃ／ｍｉｎ、と変動させ、常温で分析装置へ供給するためのバイパス（ステンレス鋼配管）１０５（このような場合、会合した水分子は解離しない）とガス分子に会合している水分子を解離させる１００℃に加熱された解離室１０６のどちらかにＨＣｌガスを流し、水分濃度の測定を分析計１０７を用いて行った。
【００２０】
その結果は図２に示す。ＨＣｌガスが解離室を通る時、その解離した水は分析計で検出された。一方そのＨＣｌガスがバイパス１０５を通った時（すなわち解離室を通らない時）、その会合した水は分析計で検出されなかった。それがため前者の場合の水分含有量は後者の場合の水分含有量より多くなった。図３はガス相の水分濃度とＨＣｌ流量の経時変化の関係を示す。ＨＣｌガスが解離室を通った時、そのＨＣｌ流量は時間と共に変化した。一方ＨＣｌガスがバイパス１０５を通った時、そのＨＣｌ流量は時間と共に変化しなかった。これは、その分析計が非解離水分子を検出しなかったことを示す。
【００２１】
上記実施例では、ＨＣｌを用いたが、ＳｉＨ4，Ｓｉ2Ｈ6，ＳｉＨ2Ｃｌ2，ＳｉＨＣｌ3，ＳｉＣｌ4，ＡｓＨ3，ＡｓＦ5，ＰＨ3，ＰＦ3，ＰＦ5，ＮＨ3，ＮＦ3，ＢＦ3，ＢＣｌ3，ＳＦ6，ＷＦ6，ＨＦについても反応速度論が適応できる結果が得られた。
【００２２】
上記実施例では、ＨＣｌを用いたが、ＨＢｒ，ＳｉＨ4，Ｓｉ2Ｈ6，ＳｉＨ2Ｃｌ2，ＳｉＨＣｌ3，ＳｉＣｌ4，ＡｓＨ3，ＡｓＦ5，ＰＨ3，ＰＦ3，ＰＦ5，ＮＨ3，ＮＦ3，ＢＦ3，ＢＣｌ3，ＳＦ6，ＷＦ6，ＨＦに関して水分の解離するエネルギーを算出した結果、約１ｋＪ／ｍｏｌ〜１００ｋＪ／ｍｏｌであり、イオン結合より小さいということが解った。
【００２３】
実施例２
本実施例は、ＨＢｒガス分子に結合している水分子を加熱された解離室を介することで解離させ、解離水分を低温精製除去したものと、低温吸着精製のみ行った精製品中の水分濃度の違いを測定した例であり、その精製方法の概略図を図４に示す。図４に示すように、ＨＢｒガスの圧力はレギュレーター２０２で調節される。ＨＢｒガスの流量はマスフローコントローラー２０３で調節される。ＨＢｒガスは解離室２０６を通る時、ガス中の会合した水は解離される。ＨＢｒガスがバイパス２０５を通る時、会合した水は解離されない。ＨＢｒガスは解離室またはバイパスを通った後、その２種類のＨＣｌガスはモレキュラーシーブ３Ａ，４Ａ及び５Ａで充填された吸着床２０７を通り、そしてそれから−７０℃に保持されたボンベ２０８に保存された。図４中のパージ用Ｎ2ガス２０９は、精製開始前の系内置換用、精製後の充填系のＨＢｒガスの系内置換用に用いる。
【００２４】
常温で低温吸着装置に供給し精製した精製品の気相中の水分濃度は、ＦＴ−ＩＲによる測定結果より検出限界である約０．１ｐｐｍ程度、また加熱された解離室を介して低温吸着装置へ供給し精製した精製品の気相水分濃度も同様の結果となった。
【００２５】
ガスを会合した水分子を解離させる解離室を通したサンプルとバイパスを通したサンプル（会合した水分子が解離されていない）（すなわち２種類のＨＢｒ）を８０℃に加熱された解離室に５０、１００、１５０、２００ｃｃ／ｍｉｎの各流量で供給しＦＴ−ＩＲを用いて水分濃度を測定した。図５に分析概略図を示す。図５に示すように、２種類の方法（低温吸着精製のみ、解離室で会合水分子を解離させ低温吸着精製したもの）で精製した１００％ＨＢｒ３０１をＨＢｒガスの２次圧力を一定にするためのレギュレーター３０２を介して、ＨＢｒを一定流量で分析装置へ供給するためのマスフローコントローラー３０３を用いて、８０℃に加熱された解離室３０４を介してＨＢｒガスの気相水分濃度を計測する分析装置（ＦＴ−ＩＲ）３０５にて分析を行った。図５中のパージ用Ｎ2ガス３０６は、分析開始前の系内置換用、分析後の分析系のガスの系内置換用に用いる。
【００２６】
２種類の方法で精製されたＨＢｒの流量を５０、１００、１５０、２００ｃｃ／ｍｉｎ、と変動させＦＴ−ＩＲで測定した測定結果を図６に示す。加熱された解離室を介して低温吸着装置へ導入し精製を行った精製品（すなわち会合した水分子が解離したサンプル）では、流量の変化による水分濃度の変化は観測されなかった。これは、ガスから解離した水分は、低温吸着装置２０７で吸着されたためであった。一方このような解離室を通さずに、低温吸着精製のみを行った精製品では流したＨＢｒの気相水分濃度は、流量５０ｃｃ／ｍｉｎの場合９．２ｐｐｍ、１００ｃｃ／ｍｉｎの場合１．２ｐｐｍ、１５０ｃｃ／ｍｉｎの場合０．４８ｐｐｍ、２００ｃｃ／ｍｉｎの場合０．３１ｐｐｍ観測され、流量が少なくなるほど水分濃度の上昇が観測された。これから明らかなように、解離室でガス分子から解離した水分が低温吸着精製で除去され高品質なＨＢｒが得られていることがわかる。
【００２７】
上記実施例では、ＨＢｒを用いたが、ＨＣｌ，ＳｉＨ4，Ｓｉ2Ｈ6，ＳｉＨ2Ｃｌ2，ＳｉＨＣｌ3，ＳｉＣｌ4，ＡｓＨ3，ＡｓＦ5，ＰＨ3，ＰＦ3，ＰＦ5，ＮＨ3，ＮＦ3，ＢＦ3，ＢＣｌ3，ＳＦ6，ＷＦ6，ＨＦ等のガスにおいても加熱された解離室を介してガス分子に会合した水分子を除去し低温吸着装置へ供給し精製することで同様の水分除去性能が得られた。
【００２８】
実施例３
本実施例は、従来法で精製されたＰＨ3ガスを加熱されたステンレスチャンバー（解離室）に導入し、会合している水分解離効果とＰＨ3の残留量（未熱分解量）を観測した例であり、その分析概略図を図７に示す。
【００２９】
図７に示すように、会合水分子の含まれる１００％ＰＨ3ガスの充填されたシリンダーガス４０１をＰＨ3ガスの２次圧力を一定にするためのレギュレーター４０２を介して、ＰＨ3を一定流量で精製するためのマスフローコントローラー４０３を用いて、５０℃から３５０℃まで温度制御可能とするステンレスチャンバー４０４を通過させることで、増加する水分を測定する水晶発振式水分計４０５とＰＨ3の濃度を測定するガスクロマトグラフ（ＴＣＤ）４０６で構成されている。図７中のパージ用Ｎ2ガス４０７は、分析開始前の系内置換用、分析後の分析系のＰＨ3ガスの系内置換用に用いる。
【００３０】
従来法で精製されたＰＨ3の流量を５０ｃｃ／ｍｉｎで一定とし、ステンレスチャンバーの加熱温度を室温、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０℃と変化させて各温度で２０分間保持し、解離した水分の濃度とＰＨ3の残留率（未熱分解率）を観測した結果を図８に示す。
【００３１】
各温度における水分濃度は、室温の場合０．２ｐｐｍ、５０℃の場合０．５ｐｐｍ、１００℃の場合１．７ｐｐｍ、１５０℃の場合６．４ｐｐｍ、２００℃の場合２０．５ｐｐｍ、２５０℃の場合７７．５ｐｐｍ、３００℃の場合２．４ｐｐｍ、３５０℃の場合０．３ｐｐｍ観測された。またＰＨ3の残留率は、室温から２５０℃までは１００％で、３００℃で９８％、３５０℃で９１％と３００℃以上の加熱により熱分解が開始していることが解った。ＰＨ3の熱分解開始にともなって解離水分濃度は低化している。分解したＰＨ3と解離水分が反応していることが予想される。この場合、半導体製造で阻害要因になるのはＰＨ3中の水分（会合した水分を含む）であって、ＰＨ3の幾分かは分解すること、及びその分解生成物が水と反応して別物質を形成しても半導体製造において何んら障害はない。従って、解離室の温度を２５０℃以上に上昇させても差しつかえないが、２５０℃を超えるとＰＨ3が分解するので、２５０℃以下の温度でガスから会合した水分子を解離させるのが好ましい。
【００３２】
実施例４
本実施例は、ガス分子に結合している水分子を加熱された解離室を介し解離させ、その解離水分の除去精製方法として蒸留法を用いた例であり、その精製方法の概略図を図９に示す。図９に示すように、原料１００％ＢＣｌ3が充填されたシリンダー５０１からＢＣｌ3ガスの２次圧力を一定にするためのレギュレーター５０２を介して、ＢＣｌ3を一定流量で精製するためのマスフローコントローラー５０３を用いて、１００℃に加熱された解離室５０４を通過させた後、蒸留装置５０５に供給しＢＣｌ3の精製を行ったものである。蒸留装置５０５に導入したＢＣｌ3ガスを冷却器５０６で１０℃に冷却し液化させ、液化後ヒーター５０７で５０℃に加熱し、ガス化させ再度冷却器５０６でＢＣｌ3のみを液化し、水分等の不純物を５０８のラインから排気する。液化した高純度ＢＣｌ3を冷媒５０９で冷却された低圧力シリンダー５１０に充填し精製ＢＣｌ3を製造するものである。図９中のパージ用Ｎ2ガス５１１は、精製開始前の系内置換用、精製後の充填系のＢＣｌ3の系内置換用に用いる。
【００３３】
本実施例は、ガス分子に結合している水分子を加熱された解離室を介し解離させ、その解離水分の除去精製方法として蒸留法を用いた例であり、その精製方法の概略図を図１０に示す。図１０に示すように、原料１００％ＢＣｌ3が充填されたシリンダー６０１からＢＣｌ3ガスの２次圧力を一定にするためのレギュレーター６０２を介して、ＢＣｌ3を一定流量で精製するためのマスフローコントローラー６０３を用いて、１００℃に加熱された解離室６０４を通過させた後、１５℃に設定された低温吸着装置６０５に供給しガス状の高純度ＢＣｌ3を冷媒６０６で冷却された低圧力シリンダー６０７に充填し精製ＢＣｌ3を製造するものである。図１０中のパージ用Ｎ2ガス６１１は、精製開始前の系内置換用、精製後の充填系のＢＣｌ3の系内置換用に用いる。
【００３４】
水分子の解離後、蒸留精製されたＢＣｌ3（シリンダー５１０内のもの）と低温精製されたＢＣｌ3（シリンダー６０７内のもの）の水分濃度を測定した例である。上記２種類の方法により精製されたＢＣｌ3を１００℃に加熱された解離室に５０、１００、１５０、２００ｃｃ／ｍｉｎの各流量で供給しＦＴ−ＩＲを用いて水分濃度を測定した。図１１に分析概略図を示す。図１１に示すように、精製された１００％ＢＣｌ3  ５１０と６０７をＢＣｌ3ガスの２次圧力を一定にするためのレギュレーター７０１を介して、ＢＣｌ3を一定流量で分析装置へ供給するためのマスフローコントローラー７０２を用いて、５１０または６０７のＢＣｌ3ガスを選択して分析装置へ供給するバルブ７０３を通過させ、１００℃に加熱された解離室７０４を介してＢＣｌ3ガスの気相水分濃度を計測する分析装置（ＦＴ−ＩＲ）７０５にて分析を行った。図１１中のパージ用Ｎ2ガス７０６は、分析開始前の系内置換用、分析後の分析系のガスの系内置換用に用いる。
【００３５】
ＢＣｌ3を流量５０、１００、１５０、２００ｃｃ／ｍｉｎで１００℃の解離室７０４に供給し、蒸留精製ＢＣｌ3５１０と低温精製ＢＣｌ3６０７から発生する水分濃度をＦＴ−ＩＲ７０５で測定したその測定結果を図１２に示す。
【００３６】
１００℃に加熱された解離室を介して低温吸着精製を行ったもの、並びに１００℃に加熱された解離室を介して蒸留精製を行ったものにおいて、流量の変化による水分濃度の変化は観測されず一定水分濃度０．３ｐｐｍが観測された。これにより解離室でガス分子から解離した水分を除去する精製方法として低温吸着精製でも蒸留精製でも同等の精製能力を有することが解る。
【００３７】
実施例５
本実施例は、ＡｓＨ3ガス分子に結合している水分子を加熱された解離室を介することで解離させ、解離水分を１段又は２段の低温精製で除去した例であり、その精製方法の概略図を図１３に示す。図１３に示すように、気相中に水分が存在することは当然ながら、会合水分子の含まれる１００％ＡｓＨ3ガスが充填されたシリンダー８０１内のガスをＡｓＨ3ガスの２次圧力を一定にするためのレギュレーター８０２を介して、ＡｓＨ3を一定流量で精製するためのマスフローコントローラー８０３を用いて、１００℃に加熱された解離室８０４を介して−１０℃または−２０℃に冷却された１段または２段の吸着剤８０５へ供給精製し、−７０℃に冷却されたシリンダー８０６に充填するものである。図１３中のパージ用Ｎ2ガス８０７は、精製開始前の系内置換用、精製後の充填系のＡｓＨ3ガスの系内置換用に用いる。
【００３８】
１段の吸着剤または２段の吸着剤を介して精製されたＡｓＨ3の水分濃度を測定した例である。精製されたＡｓＨ3を１００℃に加熱された解離室に５０、１００、１５０、２００ｃｃ／ｍｉｎの各流量で供給し水晶発振式水分計を用いて水分濃度を測定した。図１４に分析概略図を示す。図１４に示すように、精製された１００％ＡｓＨ3  ９０１をＡｓＨ3ガスの２次圧力を一定にするためのレギュレーター９０２を介して、ＡｓＨ3を一定流量で分析装置へ供給するためのマスフローコントローラー９０３を用いて、１段の吸着剤または２段の吸着剤を介して精製されたＡｓＨ3中の水分濃度を測定した分析例である。図１４中のパージ用Ｎ2ガス９０６は、分析開始前の系内置換用、分析後の充填系のＡｓＨ3の系内置換用に用いる。
【００３９】
ＡｓＨ3を流量５０、１００、１５０、２００ｃｃ／ｍｉｎで１００℃の解離室に供給し、発生する水分濃度を水晶発振式水分計で測定したその測定結果を図１５に示す。
【００４０】
１段の吸着剤を介して精製されたＡｓＨ3の水分濃度は、全ての流量において約０．５ｐｐｍ、２段の吸着剤を介して精製されたＡｓＨ3の水分濃度は、全ての流量において約０．３ｐｐｍである。このことより低温吸着精製において吸着剤の段数を増やすことにより水分除去性能が向上させることが可能であることが解る。
【００４１】
実施例６
本実施例は、ＡｓＨ3ガス分子に結合している水分子を触媒を含む解離室を介することで解離させ、解離水分が再会合しないように約２００℃以上に加熱されたゼオライトを通過させ解離水分を除去し、さらに低温吸着法を用いて水分を除去した例であり、その精製方法の概略図を図１６に示す。１００％ＡｓＨ3を図１６に示す２５０℃に加熱された触媒１００１を通過させ、解離した水分を２００℃に加熱されたゼオライト１００２を通過させて除去し、さらに残存した水分を低温トラップ（低温吸着剤）１００３で除去した。Ｑ−ＭＳで測定した結果を図１７に示す。未精製ＡｓＨ3中の水分濃度は約３４ｐｐｍであった。触媒ならびにゼオライトを通過したＡｓＨ3中の水分濃度は０．８ｐｐｍであった。さらに低温トラップを介したＡｓＨ3の水分濃度は０．１ｐｐｍに低減された。
【００４２】
実施例７
本実施例は、ＰＨ3ガス分子に結合している水分子を触媒を含む解離室を介することで解離させ、解離水分が再会合しないように約２００℃以上に加熱されたＳｉを通過させ解離水分を酸化膜の形成により消費、除去し、さらに低温吸着法を用いて水分を除去した例であり、その精製方法の概略図を図１８に示す。１００％ＰＨ3を図１８に示す２５０℃に加熱された触媒１１０１を通過させ、解離した水分を２００℃に加熱されたＳｉの粉末１１０２を通過させて除去し、さらに残存した水分を低温トラップ（低温吸着剤）１１０３で除去した。Ｑ−ＭＳで測定した結果を図１９に示す。未精製ＰＨ3中の水分濃度は約８０ｐｐｍであった。触媒ならびにＳｉ粉末を通過したＰＨ3中の水分濃度は１．２ｐｐｍであった。さらに低温トラップを介したＰＨ3の水分濃度は０．０８ｐｐｍまで低減された。
【００４３】
実施例８
本実施例は、ＮＨ3ガス分子に結合している水分子をＵＶランプを照射することで水分を解離させ、解離水分が再会合しないように約２００℃以上に加熱されたＣｕを通過させ解離水分を酸化膜の形成により消費、除去し、さらに低温吸着法を用いて水分を除去した例であり、その精製方法の概略図を図２０に示す。１００％ＮＨ3を図２０に示すＵＶランプ１２０１を通過させ、解離した水分を２００℃に加熱されたＣｕの粉末１２０２を通過させて除去し、さらに残存した水分を低温トラップ（低温吸着剤）１２０３で除去した。ＦＴ−ＩＲで測定した結果を図２１に示す。未精製ＮＨ3中の水分濃度は約４２ｐｐｍであった。ＵＶランプならびにＣｕ粉末を通過したＮＨ3中の水分濃度は０．８ｐｐｍであった。さらに低温トラップを介したＮＨ3の水分濃度は０．０９ｐｐｍまで低減された。
【００４４】
実施例９
本実施例は、ＨＣｌガス分子に結合している水分子をＩＲランプを照射することで水分を解離させ、解離水分が再会合しないように約２００℃以上に加熱されたＣｕを通過させ解離水分を酸化膜の形成により消費、除去し、さらに低温吸着法を用いて水分を除去した例であり、その精製方法の概略図を図２２に示す。１００％ＨＣｌを図２２に示すＩＲランプ１３０１を通過させ、解離した水分を２００℃に加熱されたＣｕ粉末１３０２を通過させて除去し、さらに残存した水分を低温トラップ（低温吸着剤）１３０３で除去した。ＦＴ−ＩＲで測定した結果を図２３に示す。未精製ＨＣｌ中の水分濃度は約２４ｐｐｍであった。ＩＲランプならびにＣｕ粉末を通過したＨＣｌ中の水分濃度は１．３ｐｐｍであった。さらに低温トラップを介したＨＣｌの水分濃度は０．１ｐｐｍまで低減された。
【００４５】
実施例１０
本実施例は、ＢＣｌ3ガス分子に結合している水分子を高周波を印可することで水分を解離させ、解離水分が再会合しないように約２００℃以上に加熱されたＡｌを通過させ解離水分を酸化膜の形成により消費、除去し、さらに低温吸着法を用いて水分を除去した例であり、その精製方法の概略図を図２４に示す。１００％ＢＣｌ3を図２４に示す高周波電流発生装置１４０１を通過させ、解離した水分を２００℃に加熱されたＡｌ粉末１４０２を通過させて除去し、さらに残存した水分を低温トラップ（低温吸着剤）１４０３で除去した。ＦＴ−ＩＲで測定した結果を図２５に示す。未精製ＢＣｌ3中の水分濃度は約３３ｐｐｍであった。高周波装置ならびにＡｌ粉末を通過したＨＣｌ中の水分濃度は０．８ｐｐｍであった。さらに低温トラップを介したＨＣｌの水分濃度は０．１ｐｐｍまで低減された。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ガスに会合した水分子を解離させその水分子を精製除去することにより、従来半導体製造、液晶製造、工業化学分野での高温や高エネルギー雰囲気で使用されるプロセスの際に分解し生成する水分による反応副生成物の発生、腐食、またこれらによるプロセスの汚染を低減させ、プロセスを高性能化させることが可能である。
【００４７】
本発明の実施態様は次の通りである。
【００４８】
１．  ガス中の水分を除去する方法に於いて、（１）前記ガスを解離室へ導入する工程、（２）前記ガスの分子に会合した水分子を前記ガスの分子から解離させる工程及び（３）解離した水分子を前記ガスから除去する工程を含むことを特徴とするガス中の水分除去方法。
【００４９】
２．  前記工程（２）は、比較的低温度で、触媒の存在下、解離室で可能な限りガス自体の熱分解を抑制するように、そのガスから会合した水分子を選択的に解離させる上記１記載の方法。
【００５０】
３．  その温度は５０℃〜３００℃の範囲である上記２記載の方法。
【００５１】
４．  前記ガスは、Ｓｉ2Ｈ6，ＳｉＨ4，ＳｉＨ2Ｃｌ2，ＳｉＣｌ4，ＡｓＦ5，ＰＦ3，ＰＦ5，ＮＦ3，ＢＣｌ3，ＳＦ6，ＷＦ6，ＡｓＨ3，ＰＨ3，ＮＨ3，ＨＢｒ，ＢＣｌ3，ＨＣｌ，ＨＦ，ＳｉＨ2Ｃｌ2，ＳｉＨ3Ｃｌ又はＢＦ3である上記１記載の方法。
【００５２】
５．  前記触媒は、ＮｉＯ，ＣｕＯ，Ｐｔ，Ｐｄ，ゼオライト及びそれらの混合物からなる群から選ばれる上記１記載の方法。
【００５３】
６．  前記工程（２）は、超音波を該ガスに適用することにより行なわれる上記１記載の方法。
【００５４】
７．  前記工程（２）は、高周波を該ガスに適用することにより行なわれる上記１記載の方法。
【００５５】
８．  前記工程（２）は、紫外線を該ガスに適用することにより行なわれる上記１記載の方法。
【００５６】
９．  前記工程（２）は赤外線を該ガスに適用することにより行なわれる上記１記載の方法。
【００５７】
１０．  解離した水分子の除去はＡｌ，Ｃｕ，Ｓｉおよびこれらの混合物からなる群から選ばれた物質とその解離した水分子とを接触させ、その物質の酸化物を形成することにより該解離した水分子を除去することからなる上記１記載の方法。
【００５８】
１１．  前記ガスから解離させた水分子を再会合させないような条件下で吸着剤を用いて水分を除去することからなる上記１記載の方法。
【００５９】
１２．  前記工程（３）を多段で行なうことからなる上記１１記載の方法。
【００６０】
１３．  前記工程（３）は前記ガスから解離させた水分子を再会合させないような条件下で蒸留により水分を除去することからなる上記１記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は実施例１に係わる会合分子を観測するための分析概略図。
【図２】  図２は実施例１に係わる解離した会合水分子を測定した結果である。
【図３】  図３は実施例１に係わる会合分子の解離に関して反応論的に取り扱えるかどうかを評価した結果である。
【図４】  図４は実施例２に係わる解離水分の除去精製概略図である。
【図５】  図５は実施例２に係わる水分濃度を測定するための分析概略図である。
【図６】  図６は実施例２に係わる水分濃度を測定した結果である。
【図７】  図７は実施例３に係わる会合水分子を解離させるための最適温度を評価した分析概略図である。
【図８】  図８は実施例３に係わるガスの分解と解離した水分を測定した結果である。
【図９】  図９は実施例４に係わる精製方法の概略図である。
【図１０】  図１０は実施例４に係わる精製方法の概略図である。
【図１１】  図１１は実施例４に係わる精製方法によるガス中の会合水分濃度を測定するための分析概略図である。
【図１２】  図１２は実施例４に係わる測定結果である。
【図１３】  図１３は実施例５に係わる精製方法の概略図である。
【図１４】  図１４は実施例５に係わる精製方法によるガス中の会合水分濃度を測定するための分析概略図である。
【図１５】  図１５は実施例５に係わる測定結果である。
【図１６】  図１６は実施例６に係わる会合分子を観測するための分析概略図。
【図１７】  図１７は実施例６に係わる解離した会合水分子を測定した結果である。
【図１８】  図１８は実施例７に係わる水分濃度を測定するための分析概略図である。
【図１９】  図１９は実施例７に係わる水分濃度を測定した結果である。
【図２０】  図２０は実施例８に係わる会合分子を観測するための分析概略図。
【図２１】  図２１は実施例８に係わる解離した会合分子を測定した結果である。
【図２２】  図２２は実施例９に係わる水分濃度を測定するための分析概略図である。
【図２３】  図２３は実施例９に係わる水分濃度を測定した結果である。
【図２４】  図２４は実施例１０に係わる会合分子を観測するための分析概略図。
【図２５】  図２５は実施例１０に係わる解離した会合水分子を測定した結果である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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