CS259206B1

CS259206B1 - Sp&sob výroby kyseliny dusičnej pre mikroelektroniku

Info

Publication number: CS259206B1
Application number: CS85781A
Authority: CS
Inventors: Ivan Gaspierik; Stefan Husar; Jozef Benza
Original assignee: Ivan Gaspierik; Stefan Husar; Jozef Benza
Priority date: 1985-02-05
Filing date: 1985-02-05
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS78185A1

Description

259206

Vynález sa týká výroby kyseliny dusičnej pre mikroelektroniku, ktorá je vhodná predovšet-kým na využitie v planárnej technologii výroby integrovaných obvodoch. Výroba kyseliny dusičnej je jedna z najrozšírenejších výrob v chemickou! priemysle. V sáčasnosti sa kyselina dusičná vyrába z amoniaku termickou oxidáciou cez rozpálený kataly-zátor z platiny alebo paládia s rodiom podlá rovnice

4 NHj + 502—5» 4 NO + 6 H2O + 870 kJ NO sa 3alej oxiduje vzdušným kyslíkom na NO2, ktorý sa absorbuje za přítomnosti vzdušné-ho kyslíka do vody podlá rovnice 4 NO2 + 2 H2O + O2 ->· 4 HNO3

Takto vzniká roztok disociovanej kyseliny dusičnej, ktorá však nesplňa požiadavky načistotu nutnú pre použitie v planárnej technologii výrobě integrovaných obvodov. Ďalšie čistenie kyseliny dusičnej sa vykonává viacnásobnou destiláciou a filtrácioucez filtračně zariadenie o pórovitosti 0,2 alebo 0,45 mikrometra. Uvedený spósob je velmipracný a energeticky náročný.

Uvedené poznatky bolí čerpané z nasledovných práč a materiálov: H. Remy-Anorganickáchémia I-SNTL Praha 1961, J. Gažo a kol. - Všeobecná a anorganická chémia - Alfa Bratislava1981, E. D. Stepům a kol. - Metody polučenja osobo čistých neorganičeskich veščestv. - Moskva1969, Katalog fy Sartorius 1984, Katalog fy Millipore 1983, Katalog fy Merck-selectipur MOS1983 a katalog fy Carlo Erba-Montedison 1963.

Hoře uvedené nedostatky odstraňuje spósob výroby kyseliny dusičnej kvality pre mikro-elektroniku, podstata ktorého je v tom, že sa kyselina dusičná destiluje v zmesi s koncentrova-nou kyselinou sírovou a/alebo je ňou pri rektifikácii skrápaná čo je možné vykonávat za zníže-ného tlaku. Koncentrovaná kyselina sírová vystupuje v procese ako dehydratačné činidlo, alehlavně po absorbčii vody a vylúčení zmiešavacieho tepla pósobí i ako činidlo, ktoré na sebaviaže kationy kovov /hlavně alkalických kovov/, ktoré sá obzvlášť nežiaduce v kyselinědusičnej pre mikroelektroniku.

Kyselina dusičná, ktorá je vo vodnom rozotku ionizovaná ako silná kyselina podlá rovniceHNOj + H2O Η3θ+ + n03 je v zmesi s kyselinou sírovou naopak ionizovaná ako zásada. IónyNO2 v zmesi kyseliny dusičnej a sírovej spósobujú jej silný nitridačný áčinok. Uvedené poznatkyvysvětluje skutočnosť, že kyselina dusičná oddestilovaná zo zmesi kyseliny dusičnej je takmerstopercentná a přitom obsah kovových kationov /obzvlášť alkalických kovov/ je pod hranicupřípustných hodnót pre kyselinu dusičná kvality pre mikroelektroniku. Takto připravená kyselinadusičná sa používá ako koncentrovaná a/alebo sa riedi na koncentráciu požadovaná odberatelomvodou čistoty pre mikroelektroniku /s parametrami 18 megaohm.cm 1 a filtrovanej cez filtračnězariadenie s pórmi 0,2 mikrometra/.

Vynález je možné využít na výrobu kyseliny dusičnej pre mikroelektroniku, ktorá najdevyužitie hlavně pri výrobě integrovaných obvodov a iných mikroelektronických sáčiastokv elektrotechnickom priemysle. Příklad .1 V destilačnej baňke uzavretej sklenenej aparatáry pre jednoduchá destiláciu bola zmiešanáv pomere 1:1 50 % hmot. kyselina dusičná s 96 % hmot. kyselinou sírovou, ktorá bola přidávanádo zmesi postupné cez bočný vstup za pomoci oddelovacieho lieviku. Po premiešaní a ustáleníteploty bola zo zmesi oddestilovaná kyselina dusičná, ktorá po přefiltrovaní na filtračnomzariadení o velkosti pórov 0,2 mikrometra a/alebo 0,45 mikrometra mala následovně technické 3 259206 2_ arametre: koncentrácia HNOj-99,4 % hmot., zbytok po žíhání 3 ppm, SO^ menej ako 0,5 ppm,O*- menej ako 0,1 ppm, Pb menej ako 0,02 ppm, Cl menej ako 0,5 ppm, Fe 0,07 ppm. As menej.ko 0,01 ppm. Li menej ako 0,02 ppm. Na menej ako 0,1 ppm, K>menej ako 0,1 ppm, Ca menej ako1,1 ppm. Mg menej ako 0,1 ppm

Počet častíc v 1 litri: velikosť počet 1 až 5 mikrometra 17 530 5 až 25 mikrometra 2 740 nad 25 mikrometra 380 Příklad 2 V rektifikačnej aparatúre s klobúčikovou kolonou o 10-tich poschodiach bola destilovaná50 % hmot. kyselina dusičná. Na siedme poschodie kolony bola kontinuálně dávkovaná 96 % hmot.kyselina sírová tak, aby v závislosti na zádrži a zpátnom toku bol poměr priepustnosti kolonyk dávkovanéj kyselině sírovéj 1:1. Odoberaný destilát bol následné filtrovaný na filtračnom zariadení o velkosti pórov 0,2 mikrometra a mal následovně parametre: koncentrácia HNO_-99,6 %

2~ 3- J hmot., zbytok po žíhaná 2 ppm, SO^ menej ako 0,5 ppm, PO^ menej ako 0,1 ppm, Pb menej ako0,02 ppm, Cl” menej ako 0,05 ppm, Fe 0,08 ppm, As menej ako 0,01 ppm. Li menej ako 0,02 ppm,

Na menej ako 0,1 ppm, K menej ako 0,1 ppm, Ca menej ako 0,1 ppm, Mg menej ako 0,1 ppm,apočet častíc v 1 litri: velikosť počet 1 až 5 mikrometra 13 450 5 až 25 mikrometra 1 700 nad 25 mikrometra 420 Příklad 3

Postupovalo sa ako v příklade č. 1 ale s tým rozdielom, že po ustálení rovnováhy pozmiešaní kyseliny dusičnéj a sírovéj bola destilačná aparatúra evakuovaná na tlak 8,5 Pa a kyselina dusičná mala následovně parametre po odestilovaná: koncentrát HNO, 99,5 % hmot.,

2- 3- J zbytok po žíhaná 1 ppm, SO^ menej ako 0,05 ppm, PO^ menej ako 0,1 ppm, Pb menej ako 0,02 ppm,Cl" menej ako 0,05 ppm, Fe 0,04 ppm. As menej ako 0,01 ppm, Li menej ako 0,02 ppm, Na menejako 0,1 ppm, K menej ako 0,1 ppm, Ca menej ako 0,1 ppm, Mg menej ako 0,1 ppm.a počet častícv jednom litri: velkosť počet 1 až 5 mikrometra 7 240 5 až 25 mikrometra 870 nad 25 mikrometra 230 Příklad 4

Postupovalo sa podlá příkladu č. 1 s tým rozdielom, že získaná kyselina dusičná bolariedená vodou čistoty pre mikroelektroniku /měrný odpor 18 megaohn. cm 1 a filtrovaná cezfiltračně zariadinie o póroch 0,2 mikrometra/ na koncentráciu cca 70 % hmot.

Takto získaná kyselina dusičná mala následovně technické parametre: koncentrácia HNO, 2- 3- 3 69,8 % hmot., zbytok po žíhaní 2 ppm, SO4 menej ako 0,5 ppm, PO^ menej ako 0,1 ppm, Pb menejako 0,02 ppm, Cl- menej ako 0,05 ppm, Fe 0,06 ppm, As menej ako 0,01 ppm, Li menej ako0,02 ppm, Na menej ako 0,1 ppm, K menej ako 0,1 ppm, Ca menej ako 0,1 ppm, Mg menej ako0,1 ppm a počet častíc v jednom litri:

Claims

259206 velikost 1 až 5 mikrometra5 až 25 mikrometranad 25 mikrometra počet14 35» 1 970 320 PREDMET VYNÁLEZU

1. Spdsob výroby kyseliny dusičnej pre mikroelektroniku vyznačujúci sa tým, že sa zmeskyseliny dusičnej a koncentrovanéj kyseliny sírovej destiluje a/alebo rektifikuje za súčasné-ho skrápaňia koncentrovanou kyselinou sírovou, pričom kyselina sírová slúži ako činidlo viažúcekationy kovov přítomné v p6vodnéj kyselině dusičnej a súčasne pĎsobí i ako dehydratačné činidlopri jej zakoncentrovávaní a takto získana koncentrovaná kyselina dusičná sa přefiltruje nafiltračnom zariadení o póroch od 0,05 do 5 /um.
2. Spdsob podlá bodu 1 vyznačujúci sa tým, že destilácia a/alebo rektifikácia sa vykonáváza zničeného tlaku.
3. Spdsob podlá bodu 1 alebo 2 vyznačujúci sa tým, že získaná koncentrovaná kyselinadusičná sa riedi na požadovanú koncentráciu vodou čistoty pre mikroelektroniku. Severografia, n. p., MOST Cena 2,40 Kčs