[发明专利]氯硅烷聚合物的稳定化方法

说明书

能够不生成固体氯硅烷聚合物，容易地使氯硅烷聚合物稳定化。一种使利用氯硅烷系气体的化学气相沉积法的工序中副生成的氯硅烷聚合物稳定化的方法，包括使氯硅烷聚合物与醇接触而分解为醇盐、氯化氢和氢并且在醇中稀释的工序(S11)，以及使醇盐水解的工序(S12)。

技术领域

本公开涉及使利用氯硅烷系气体的化学气相沉积(CVD)法的工序中副生成的氯硅烷聚合物稳定化的方法。

背景技术

以往，在陶瓷基复合材料(CMC)的碳化硅(SiC)基质析出工序、半导体材料等的硅(Si)析出工序中，利用600℃以上的高温使甲基三氯硅烷(CH₃SiCl₃)、三氯硅烷(SiHCl₃)等氯硅烷系气体热分解并析出。此时，副生成含有自由基的SiCl_n(n＝1～4)气体，以其为前体，形成具有Si-Si键的氯硅烷聚合物。

氯硅烷聚合物的形成反应在温度比反应器低的废气配管等中进行，粘性液态的氯硅烷聚合物在排气配管内沉积，无法通过器械装置内的清洗而排出，会形成残渣。

氯硅烷聚合物在化学上不稳定，容易与大气中的水蒸汽反应，如反应式(A)所示那样产生氯化氢和氢，是危险的。这里，化学上不稳定是指反应性高、容易发生急剧反应的状态。

(SiCl₂)_n+2nH₂O→nSiO₂+2nHCl+nH₂···(A)

因此，在使器械装置向大气开放前，在非活性气体填充或真空状态下，一边对水进行控制一边导入，积极地促进反应式(A)的反应，从而使氯硅烷聚合物稳定化。这里，稳定化是指分解为反应性低的物质。如果应用该方法，则产生的氯化氢(HCl)在导入的水中溶解，氢气(H₂)被排出，二氧化硅(SiO₂)固着于配管内部。固着的二氧化硅可以通过配管清洁而剥落流出。

然而，已知对于沉积厚至数mm左右程度的氯硅烷聚合物，式(A)的反应非常快速地进行，因此，表面形成SiO₂交联凝胶的壳，阻碍了水向其更内部的浸透(下述非专利文献1)。

进而，在凝胶化的部分的内部、下方，作为中间分解物，形成少量固体氯硅烷聚合物。固体氯硅烷聚合物的着火/爆炸危险性比粘性液态氯硅烷聚合物高。已知固体氯硅烷聚合物如果干燥则爆炸威力变大，撞击感度提高(下述非专利文献1、2)。如果固体氯硅烷聚合物水解后在固着于配管的二氧化硅的内部、下方形成，则会由于剥离时的冲击而着火/爆炸。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-13965号公报

专利文献2：日本特开2016-13966号公报

非专利文献

非专利文献1：“具有氢直接结合的硅的化合物的操作指南(水素が直接結合したケイ素を持つ化合物の取扱指針)”，北美有机硅环境、健康与安全评议会操作安全委员会编写2007年8月

非专利文献2：三菱材料株式会社四日市工厂高纯度多晶硅制造设施爆炸火灾事故调查报告2014年6月12日三菱材料株式会社四日市工厂爆炸火灾事故调查委员会

发明内容

发明所要解决的课题

以往的氯硅烷聚合物的处理方法中，在沉积了数mm的粘性液态氯硅烷聚合物的水解过程中，外部形成凝胶(二氧化硅)的壳，因此无法防止固体氯硅烷聚合物的生成。此外，即使将粘性液态氯硅烷聚合物捕集于冷阱等，出于前述理由，也难以稳定化。进而，如果使沉积在热交换器、泵内等配管构成部件的狭窄内部的粘性液态氯硅烷聚合物水解，则二氧化硅固着，难以将其除去。