JP2002255542A - 半導体ガスの精製法 - Google Patents

半導体ガスの精製法

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JP2002255542A JP2001378223A JP2001378223A JP2002255542A JP 2002255542 A JP2002255542 A JP 2002255542A JP 2001378223 A JP2001378223 A JP 2001378223A JP 2001378223 A JP2001378223 A JP 2001378223A JP 2002255542 A JP2002255542 A JP 2002255542A
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サテリア・セイリム
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 不純ガスを精製して超高純度ガスを製造する
方法を提供する。 【解決手段】 ａ）不純液化ガスを第一吸収手段に通し
てその中の液相から不純物を除去して第一精製流体を生
成する工程、ｂ）第一精製流体を蒸発手段に通してその
中の不純物を除去して第二精製ガスを生成する工程、及
びｃ）第二精製ガスを第二吸収手段に通してその中の蒸
気相から不純物を除去して超高純度ガスを生成する工程
からなることを構成要件とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般にはガスの精
製法に関し、より具体的には吸着及び蒸発技術を使用し
て精製半導体ガスをその不純形態から製造する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】アンモニアは、半導体チップの製造間の
窒化物被膜の化学蒸着（ＣＶＤ）においてガス源として
使用されている。典型的な窒化物は、シランとアンモニ
アと窒化チタンとの反応によって又は四塩化チタンとア
ンモニアとの反応によって形成される窒化珪素である。
アンモニアシリンダーからの１，０００〜３，０００ｐ
ｐｂ（１０億部当たりの部数）レベルの水蒸気の存在
は、窒化物層の性能特性の低下をもたらす。最近になっ
て、新規な窒化ガリウムＣＶＤ技術は、アンモニア源に
おいて窒化珪素及びチタン技術よりもずっと低いレベル
の水分を必要とすることが分かった。この水分レベル
は、性能問題を回避するためには２００ｐｐｂよりも下
に低下されなければならない。
【０００３】アンモニアは、現在、水分３ｐｐｍ（１０
０万部当たりの部数）未満の規格値でシリンダーに入れ
て電子産業の顧客に供給されている。水分のこの“高
い”値は実際には分析技術の過去の制限によるものであ
って、実際の達成可能なレベルではなかった。この制限
の故に、精製上の努力の成果は正確には証明されること
ができなかった。
【０００４】３ｐｐｍ又はそれ以下の水分を達成するた
めには、シリンダー源からより高い含水量のアンモニア
が所定のシリンダーの蒸気相にトランス充填された。こ
の処理は、水分レベルを除去して３ｐｐｍの規定値に下
げるのに十分であることが分かった。しかしながら、ｐ
ｐｂレベルの水分に達するには簡単な蒸気相トランス充
填では十分でないことが分かった。
【０００５】工業的に利用可能なポイントユースインラ
イン（point of use in line）精製器を用いて３ｐｐｍ
よりも低い水分レベルを保証することができる。これら
の精製器では、アンモニア又はジルコニウム−鉄触媒か
ら水分を除去して水分を除去するためにリチウム基材樹
脂が使用されている。最近の分析技術は、これらの精製
器が水分をｐｐｂレベルまで除去することを示してい
る。これらの精製器は極めて高価（３，０００〜５，０
００ドル）であり、そして制限された水分容量を有す
る。これらは再生不可能であり、そして使い果たされた
ときに取り換えられなければならない。これらの制限の
故に、ポイントユースインライン精製器は、１日当たり
数千ポンド程度の大規模な精製では使用されることがで
きない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、斯界では、低
い水分レベル（約２００ｐｐｂ未満）の半導体ガスを精
製するための経済的な方法を提供することが望ましいで
あろう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明の概要 当業者が本明細書の開示を通読するときに明らかになる
であろう上記の目的及び他の目的が本発明によって達成
されるが、その１つの面は、不純ガスを精製して超高純
度ガスを製造する方法において、（ａ）不純液化ガスを
第一吸収手段に通してその中の液相から不純物を除去し
て第一精製流体を生成し、（ｂ）第一精製流体を蒸発手
段に通してその中の不純物を除去して第二精製ガスを生
成し、そして（ｃ）第二精製ガスを第二吸収手段に通し
てその中の蒸気相から不純物を除去して超高純度ガスを
生成する、各工程を含む超高純度ガスの製造法、であ
る。
【０００８】他の目的、特徴及び利益は、好ましい具体
例についての以下の説明及び添付図面から当業者には明
らかになるであろう。
【０００９】本明細書において用語「不純物」を用いる
ときには、それは、精製しようとするガス流れ中のすべ
ての望ましくない物質を意味する。この不純物は主とし
て水であるが、しかし二酸化炭素、二酸化硫黄のような
他の揮発性不純物、並びに蒸発プロセスからの粒子も包
含する。
【００１０】
【発明の実施の形態】発明の具体的な説明 本発明は、液相吸収、ろ過、蒸発（又は蒸留）及び蒸気
相吸着の組み合わせを使用して２００ｐｂｂ未満の水分
を有するアンモニアを生成する。また、不揮発性残査
は、９９．９９９９９９９％のろ過効率を基にして１ｐ
ｐｂ未満の不検出限界値まで減少される。本発明の各部
分は、アンモニアを２００ｐｐｂ未満の水分まで精製し
ない。適切な組み合わせと順序によってのみ、水分２０
０ｐｐｂ未満の所望の不純物減少がもたらされる。
【００１１】提案される新規な方法は、低いｐｐｂ（＜
２００ｐｐｂ）水分レベルのアンモニアを生成する。こ
の低水分レベルは、プラクスエア社によって開発された
新規なフーリエトランスフォーム赤外（ＥＴＩＲ）分析
技術によって確認される。この方法はポイントユース精
製器の代わりに市販吸着剤を使用するので、それは１ポ
ンドのアンモニアを精製するのに低いコストで済む。ア
ンモニアは、次いで、高価なポイントユース精製器なし
に使用することができるシリンダーに充填される。
【００１２】アンモニアから水分を除去するには、３つ
の一般的な方法、即ち、１）化学反応、２）吸収、及び
３）蒸発又は蒸留の如き物理的方法がある。
【００１３】化学反応除去法の１つの例は、アンモニア
流れ中の水分と反応させるための窒化マグネシウムの使
用である。この反応は、水酸化マグネシウム及びより多
くのアンモニアを生成する。窒化マグネシウムの如き化
学反応剤は極めて高価であって、１ｇ当たり１ドル程度
のコストになる。１ｇの窒化マグネシウムは、約１ｇの
水と反応する。これは、アンモニアから除去される水１
ｇ当たり約１ドルに相当する。窒化マグネシウムは再生
できないので、このことは、それが１日当たり数千ポン
ドのアンモニアを精製するように設計された方法で使用
するには経済的でないことを意味している。同様の例
は、上記のリチウム樹脂の使用に基づく精製器である。
【００１４】水分の除去には、吸着技術がずっとより効
果的である。湿ったアンモニアは、液相を十分に状態調
節した３Ａモレキュラシーブに通すことによって乾燥さ
せることができる。プラクスエア社が収集した実験デー
タによれば、液相アンモニアを３Ａモレキュラシーブ床
に通すことによってその中の水分の約９０％を除去する
ことができることを示している。不揮発性汚染物を最少
限にするためには、モレキュラシーブ床よりも下流側に
粒状フィルターを配置しなければならない。
【００１５】また、アンモニアから水分を除去するには
物理的方法も有効である。典型的な９９．９９９％
（“５．０等級”）電子等級アンモニアは、３ｐｐｍの
水分規格を満たすことが証明されている。アンモニア中
の微量水分の気液平衡によれば、蒸気相中の３ｐｐｍの
水分濃度は５００ｐｐｍよりも大きい液相濃度に相当す
る。図１は、微量水分−アンモニア系に関する気液平衡
データを示す。このデータは、水分の大部分が液相中に
存在することを示す。液相中の水分濃度は、蒸気相中の
濃度よりも約２〜３桁大きい。この平衡の利益は、過去
において蒸気相トランス充填によって水分を３ｐｐｍの
規格レベルまで除去するのに使用されていた。この平衡
データは、ずっと低いレベルの水分を達成することがで
きることを示す。いくつかの実用上の問題があるが、こ
れについては以下で説明することにする。
【００１６】この簡単な論議から、吸収又は物理的方法
のどちらも経済的なアンモニア精製法の基礎として使用
することができるようであった。しかしながら、吸収床
における水分除去の効率、物理的方法における気液平衡
の制限、及び水分とアンモニアとの間の化学平衡が単一
工程操作で水分レベルを２００ｐｐｂよりも下に低下さ
せるのを妨げている。
【００１７】成功的であることが実証された解決法は次
の如くである。第一に、３Ａモレキュラシーブでの吸着
によってアンモニア液相からできるだけ多くの水分を除
去する。次の工程は、水分の好ましい気液平衡分布を利
用して水分濃度を追加的な２〜３桁ほど低下させるため
にアンモニアを蒸発（又は蒸留）することである。最終
工程は、蒸発（又は蒸留）から得られた蒸気相アンモニ
アを他の３Ａモレキュラシーブトラップに通すことによ
って蒸気相中のすべての化学的に結合した水分を除去す
ることである。次いで、その超低含水分のアンモニア
は、貯蔵又はシリンダーへの充填のために凝縮される。
【００１８】液相吸収床の詳細 液相中に約６００ｐｐｍｗ（重量／重量）の水分を有す
るアンモニアを３Ａモレキュラシーブの床に通すと、含
水量は約４０〜約６０ｐｐｍｗ好ましくは約５０ｐｐｍ
ｗに減少される。液相中に約１３０〜約１７０ｐｐｍｗ
好ましくは約１５０ｐｐｍｗを含有した他のアンモニア
試料をモレキュラシーブ床に通すと、含水量は約９〜約
１３ｐｐｍｗ好ましくは約１１ｐｐｍｗに減少された。
両方の場合において、試料を床に通すことによって液相
から水分の約９０％が除去される。水分の除去中にいく
らかの粒状物が床を通過した。床の下流側に粒状フィル
ターが設置されたが、これは、アンモニアから不揮発性
残査及び金属粒状物をｐｐｂレベル以下に除去するのに
効果的であることが分かった。しかしながら、低ｐｐｍ
範囲内の水分レベルは、現在の窒化物用途に対してはな
お十分には低くない。
【００１９】蒸発／蒸留の詳細 図１に示される気相平衡のデータを基にして、水分は、
液相からアンモニアを蒸気相に蒸発又は蒸留することに
よって更に減少させることができる（“蒸気相トランス
充填”としてしばしば知られている）。注意深い蒸気相
トランス充填が含水量を２桁程、即ち、１００ｐｐｍか
ら１ｐｐｍ以下に減少させることができる。この精製
は、液体アンモニアを沸騰させずにトランス充填を実施
するときにのみ達成される。もしも沸騰が起ると、液相
中の水分のすべてが簡単に気化して気相中に入るので、
精製が全く行われない。しかしながら、もしも沸騰が回
避されると、気相トランス充填によって、系は、好まし
い気液平衡の水分分布を維持して２桁の水分濃度の減少
をもたらすことができる。
【００２０】上記の蒸発には１つの制限がある。アンモ
ニアの全部を蒸気トランス充填することができる訳では
ない。シリンダー源に残された水分の物質収支を基にし
て、液相中の水分レベルは、シリンダーからアンモニア
蒸気が抜き取られるにつれて増大し続ける。この現象を
例示するために、蒸気が抜き取られつつあるアンモニア
系において所定の液相水分濃度と生じた蒸気相水分濃度
との間の関係を設定するためのコンピューターモデルが
開発された。このモデルは、図１に示される気液平衡の
データを使用してトランス充填間の等温蒸発を想定して
いる。
【００２１】図２は、シリンダー源からのトランス充填
の間における液相及び蒸気相中の含水量のシュミレーシ
ョンのグラフを示す。図２によれば、アンモニア混合物
中の１００ｐｐｍ液相水分から出発して、蒸気トランス
充填は、アンモニアの約７５％が蒸発されるまで、水分
約３ｐｐｍ未満の蒸気相水分濃度を絶えず与える。この
点において、液体アンモニア源中の水分濃度は約５００
ｐｐｍよりも上に増大し、そして蒸気濃度は約３ｐｐｍ
よりも上に増大する。ここで、これは好ましくない事態
である。というのは、トランス充填される水分が多い
程、最終生成物アンモニアは多くの水分を有するからで
ある。
【００２２】また、蒸気トランス充填は、最終生成物ア
ンモニア中の金属不純物の減少をももたらす。金属不純
物は不揮発性残査の形態にある場合が多く、そして蒸発
工程中に蒸気相中に運ばれない。
【００２３】随意選択として、蒸発手段は、リボイラー
又は単一工程蒸留器を備えた蒸留塔を含むことができ
る。
【００２４】蒸気相吸収床の詳細 蒸気アンモニア中の水分濃度はなお数ｐｐｍでありそし
て水分がアンモニアに化学的に結合されている可能性が
あるので、最終生成物アンモニア中において極めて低い
ｐｐｂレベルの水分を確保するためには他の水分濃度低
下工程を取らなければならない。これは、アンモニア蒸
気をモレキュラシーブの他の床に通すことによって達成
される。約２ｐｐｍの水分濃度を有する蒸気相アンモニ
アは、３Ａモレキュラシーブ床に通すことによって約１
００ｐｐｂ以下に減少させることができる。ここで、ア
ンモニアは窒化用途に対して十分なだけ乾燥しており、
そしてシリンダーに貯蔵するために凝縮させることがで
きる。
【００２５】床状態調節の詳細 ３Ａモレキュラシーブ床は、約１０ｐｐｂ未満の水分濃
度を約２００時間有することが証明された窒素、アルゴ
ン又はヘリウムの如き超高純度不活性ガスの連続流れ下
に３５０℃の温度で状態調節される。これは、十分に状
態調節された床と見なされる。モレキュラシーブ床の状
態調節は流量、床中の汚染物の量、状態調節の期間及び
床の状態調節プロセスにおける温度を含めた多数のパラ
メーターに左右され、そしてかかる状態調節の実施は当
業者に知られていることを理解すべきである。
【００２６】好ましい具体例 最良の実施態様の概略図（フローチャート）は図３に示
されている。このモデルは、精製が約３ｐｐｍの蒸気相
水分規格値を有する現在の５．０等級電子アンモニアに
対して実施されることを想定している。図１に与えられ
るデータによれば、液相水分濃度は約５００ｐｐｍより
も上である。第一工程は、液体アンモニアを３Ａモレキ
ュラシーブ床に通すことである。この床は、含水量の約
９０％を除去して約５０ｐｐｍを残す。再び図１から、
この液体アンモニア中の蒸気相水分濃度は約１ｐｐｍよ
りも下である。水分レベルを確保するために、この生成
物の蒸気相は含水量について分析され、そしてもしもそ
れが約１ｐｐｍよりも下であるならば、次の工程に送ら
れる。もしも蒸気相含水量が約１ｐｐｍよりも上である
ならば、床は再活性化されそしてアンモニアは再び処理
されなければならない。モレキュラシーブ床から粒状汚
染物を減少させるために、液体アンモニアは０．１μｍ
フィルターを通される。次の工程は、蒸気相トランス充
填を実施することである。図１及び２に示されるデータ
を基にして、注意深い蒸気相トランス充填が水分濃度を
１ｐｐｍよりも下に減少させる。次いで、この蒸気は他
の３Ａモレキュラシーブ床を通されて水分レベルをｐｐ
ｂ範囲に低下させる。蒸気生成物は、金属及び水分につ
いて分析される。もしもこのレベルが水分及び金属につ
いてそれぞれ約０．２ｐｐｍ及び０．１ｐｐｍよりも大
きい場合には、精製床は再活性化されなければならず、
そしてフィルターは交換されなければならない。アンモ
ニアは、再処理されなければならない。操作は、アンモ
ニアの約７５％が蒸発された後に停止される。この点に
おいて、液体アンモニア中の水分レベルは数百ｐｐｍに
なる。蒸気相は約３ｐｐｍを有する。このアンモニア
は、更に精製するためにプロセスの開始に戻さなければ
ならない。このプロセスは、アンモニアの完全回収に近
い水分の効率的な除去を保証する。モレキュラシーブ床
は再生可能であるので、吸着剤物質の処分では最低コス
トで済む。
【００２７】例１ 図４は、この精製戦略の適用のためのバッチ式装置の１
つの例を示す。この装置は２つの単位操作よりなり、そ
の第一は液相トランス充填系で、第二は蒸気トランス充
填系である。
【００２８】液体トランス充填系では、粗アンモニアが
貯蔵タンク４１０に貯蔵される。粗生成物の液体輸送
は、機械ポンプ、不活性ガスパッドの使用によって、又
はアンモニアヘッド圧によって実施される。液体アンモ
ニアは計量装置４１２を経て吸収床４１４に送られる。
吸収床４１４は、粒子フィルター４１６によって粒子を
捕捉するためのフィルターを組み込んでいる。床４１４
は、十分に状態調節した３Ａモレキュラシーブ床であ
る。液体の流れを計量するために、流量計の如き計量装
置４２０が使用される。精製された生成物はタンク４１
８に貯蔵される。生成物は、次いで、水分の蒸気相濃度
が約１ｐｐｍよりも下であることを確保するために分析
される。もしも水分濃度が約１ｐｐｍよりも上ならば、
吸収床４１４は再生されなければならず、そしてアンモ
ニアが再び処理される。もしも水分の蒸気相濃度が約１
ｐｐｍよりも下であるならば、アンモニアは蒸発器系４
２２に送られる。
【００２９】蒸発器４２２からの流れは、蒸気相トラン
ス充填中にアンモニアの急速な沸騰が全く起こらないこ
とを確実にするために流量計４２０によって計量され
る。もしも沸騰が起こると、それは、トランス充填生成
物の水分濃度の増大をもたらす。アンモニア蒸気は、次
いで、吸収床４２６を通される。床４２６は十分に状態
調節された３Ａモレキュラシーブ床である。生成物は、
含水量について分析される。もしも水分濃度が約２００
ｐｐｂよりも上であるならば、吸収床は再生されなけれ
ばならず、そしてアンモニアが再処理される。もしも水
分濃度が約２００ｐｐｂよりも下であるならば、アンモ
ニア蒸気は、シリンダー４２８中に又はその後のシリン
ダー充填のために貯蔵タンク中に凝縮させることができ
る。凝縮は、冷却コイルによって又は受け容器を冷却す
ることによって達成することができる。
【００３０】例２ 吸収及び蒸気トランス充填を使用して低含水量を達成す
る戦略は、図５に例示される連続大規模系に拡大するこ
とができる。この装置は、蒸留系５１６、並びに２つの
吸収床５１４及び５１８よりなる。粗アンモニアは、タ
ンク５１０に貯蔵される。粗生成物の液体輸送は、機械
ポンプ、不活性ガスパッドの使用によって、又はアンモ
ニアヘッド圧によって実施される。液体アンモニアは吸
収床５１４に送られる。この吸収床５１４は、粒子を捕
捉するためのフィルターも組み込んでいる。床５１４
は、十分に状態調節された３Ａモレキュラシーブ床であ
る。液体の流れを計量するために、流量計の如き計量装
置５１２が使用される。精製された生成物は、次いで、
水分の蒸気相濃度が約１ｐｐｍよりも下になることを確
実にするために分析される。もしも水分濃度が約１ｐｐ
ｍよりも上であるならば、吸収床５１４は再生されなけ
ればならず、そしてアンモニアは再び処理される。もし
も水分の蒸気相濃度が約１ｐｐｍよりも下であるなら
ば、アンモニアは蒸留系５１６に移送される。
【００３１】精製された液体アンモニアは気化され、そ
してこの蒸気のいくらかは気化するアンモニアに対する
洗浄液として働くように再凝縮される。精製アンモニア
生成物は、蒸留塔の頂部プレートから蒸気相で取り出さ
れる。この蒸気生成物は、次いで、最終の水分除去のた
めに吸収床５１８を通される。床５１８は、十分に状態
調節された３Ａモレキュラシーブ床である。最終の精製
アンモニアはタンク５２０で収集される。
【００３２】基本プロセスパラメーターの概要（図４及
び５） 出発アンモニアの含水量の約９０％を約５０ｐｐｍより
も下のレベルまで除去するために、液相吸着工程が使用
される。これは重要なパラメーターである。というの
は、この減少は蒸発（又は蒸留）工程が正確に作用する
ための必須要件であるからである。先に記載したよう
に、もしも液相中に約５００ｐｐｍよりも多くの水分が
存在するならば、蒸発は、３ｐｐｍ未満の水分濃度をも
たらさない。このことは蒸気相吸着工程に影響を及ぼ
し、そしてこれは２００ｐｐｂ未満の水分を有するアン
モニアを生成しない。他の重要なパラメーターは液相ろ
過である。この工程は、液体アンモニアから不揮発分を
約１ｐｐｍ未満まで除去する。
【００３３】精製戦略全体は、ミクロ電子産業又はそれ
に関連する他の産業までに拡大させることができる。２
つの基本的な必須要件がある。第１は、興味ある不純物
が生成物の液相に対して精製しようとする生成物の蒸気
相よりも大きい親和性を有しなければならないことであ
る。第２は、興味ある不純物が吸着剤物質に対して精製
しようとする生成物の液又は蒸気相に対するよりも大き
い親和性を有しなければならないことである。具体的な
例としては、塩化水素、臭化水素、塩素及びアンモニア
が挙げられる。これらの場合において、興味ある不純物
は水分であるが、しかしこれは、上記の２つの基本的要
件に適合するある他の不純物に一般化されることができ
る。
【００３４】また、精製戦略それ自体には拡大も存在す
る。我々が考慮しなければならない第一の別法は、吸着
床で他の吸着剤を使用することである。最良の実施態様
では、３Ａモレキュラシーブが吸収剤物質として使用さ
れる。他の可能な吸収剤としては、他のモレキュラシー
ブ（５Ａ、４Ａ、１３Ｘ及びＡＷ５００）が挙げられ
る。５Ａモレキュラシーブは、３Ａモレキュラシーブと
同様には機能しないようであった。しかしながら、５Ａ
モレキュラシーブによっていくらかの水分が除去され
た。それ故に、モレキュラシーブのすべてを可能な別の
吸収剤と見なすことができた。追加的な別の吸収剤とし
ては、十分に状態調節されたシリカゲル及び活性アルミ
ナが挙げられる。また、活性木炭も、水分以外の不純物
に対する１つの可能性である。
【００３５】考慮しなければならない第二の別法は、機
械ポンプ輸送の代替として不活性パッドガス又はヘッド
圧を使用することである。最良の実施態様では、ポンプ
が使用される。というのは最良の流れ制御を比較的低い
コストで得ることができるからである。しかしながら、
系で追加的な圧力を発生させて液体アンモニアを吸収床
に通すために、ヘリウム、アルゴン又は窒素の如き不活
性パッドガスを使用することができよう。最後に、粗ア
ンモニアを加熱してその蒸気圧を上げることによって、
追加的なヘッド圧を発生させることができる。次いで、
この追加的な圧力は、液体アンモニアを吸収床によって
除去するのに使用されることができる。
【００３６】図面のうちの１つ又はそれ以上に便宜上の
ためにのみ本発明の特定の特徴が示されているだけであ
るが、本発明によれば１つ又はそれ以上の特徴を他の特
徴と組み合わせることができるからである。別の具体例
も当業者によって認識されるだろうが、これらも本願発
明の特許請求の範囲内に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】水分−アンモニア気液平衡を表すグラフであ
る。
【図２】トランス充填プロセス間における気体及び気体
中の水分レベルの変化を表すグラフである。
【図３】アンモニア精製工程を表す概略図である。
【図４】アンモニア精製のためのバッチプロセス系を表
わす概略フローシートである。
【図５】アンモニア精製のための連続プロセス系を表わ
す概略フローシートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アーサー・エドワード・ホールマー アメリカ合衆国ニューヨーク州ルイスト ン、センター・ストリート115 (72)発明者 ロナルド・ウィリアム・シュルーズベリー アメリカ合衆国ニューヨーク州イースト・ アマスト、ベント・ブルック・コート5886 Ｆターム(参考） 4D017 AA13 BA01 CA01 EB06 4D052 AA02 HA03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 不純ガスを精製して超高純度ガスを製造
    する方法において、 （ａ）不純液化ガスを第一吸収手段に通してその中の液
    相から不純物を除去して第一精製流体を生成し、 （ｂ）第一精製流体を蒸発手段に通してその中の不純物
    を除去して第二精製ガスを生成し、そして （ｃ）第二精製ガスを第二吸収手段に通してその中の蒸
    気相から不純物を除去して超高純度ガスを生成する、各
    工程を含む超高純度ガスの製造法。
  2. 【請求項２】 第一吸収手段が第一モレキュラシーブを
    含む請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 不純アンモニアを精製して超高純度アン
    モニアを製造する方法において、 （ａ）不純液化アンモニアをモレキュラシーブに通して
    その中の液相から不純物を除去して第一精製アンモニア
    流体を生成し、 （ｂ）第一精製アンモニア流体を蒸発手段に通してその
    中の不純物を除去して第二精製アンモニアガスを生成
    し、そして （ｃ）第二精製アンモニアガスを他のモレキュラシーブ
    に通してその中の蒸気相から不純物を除去して超高純度
    アンモニアを生成する、各工程を含む超高純度アンモニ
    アの製造法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008505830A (ja) * 2004-07-07 2008-02-28 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード アンモニアの精製および移送充填
WO2012101925A1 (ja) * 2011-01-25 2012-08-02 住友精化株式会社 アンモニア精製システムおよびアンモニアの精製方法
JP2019203637A (ja) * 2018-05-23 2019-11-28 株式会社Ihi 蒸気発生設備

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6524544B1 (en) * 2000-10-27 2003-02-25 Aeronex, Inc. Self-regenerative process for contaminant removal from ammonia
US6576138B2 (en) * 2000-12-14 2003-06-10 Praxair Technology, Inc. Method for purifying semiconductor gases
KR100462672B1 (ko) * 2002-01-23 2004-12-20 주식회사 케이피씨 반도체 제조용 공정가스의 정제장치
JP2004002106A (ja) * 2002-05-31 2004-01-08 Shin Etsu Chem Co Ltd 低損失光ファイバ母材とその製造方法
JP2004142987A (ja) * 2002-10-24 2004-05-20 Japan Pionics Co Ltd アンモニアの精製方法
US20050006310A1 (en) * 2003-07-10 2005-01-13 Rajat Agrawal Purification and recovery of fluids in processing applications
US20050019244A1 (en) * 2003-07-23 2005-01-27 Spiegelman Jeffrey J. Method for the point of use production of ammonia from water and nitrogen
US7078011B2 (en) * 2004-03-30 2006-07-18 Praxair Technology, Inc. Method of storing and supplying hydrogen to a pipeline
US7789971B2 (en) 2005-05-13 2010-09-07 Tokyo Electron Limited Treatment of substrate using functionalizing agent in supercritical carbon dioxide
US7740690B2 (en) * 2007-03-29 2010-06-22 Praxair Technology, Inc. Methods and systems for purifying gases
US8268046B2 (en) 2008-05-16 2012-09-18 Matheson Tri-Gas Removal of impurities from hydrogen-containing materials
US8425149B2 (en) 2010-06-10 2013-04-23 Praxair Technology, Inc. Hydrogen storage method and system
JP5636261B2 (ja) 2010-11-02 2014-12-03 住友精化株式会社 アンモニア精製システム
US8950419B2 (en) 2012-02-16 2015-02-10 Praxair Technology, Inc. Hydrogen supply method and system
US9284120B2 (en) 2012-05-25 2016-03-15 Praxair Technology, Inc. Methods for storing hydrogen in a salt cavern with a permeation barrier
US8690476B2 (en) 2012-05-25 2014-04-08 Praxair Technology, Inc. Method and system for storing hydrogen in a salt cavern with a permeation barrier
US9718618B2 (en) 2014-09-02 2017-08-01 Praxair Technology, Inc. System and method for treating hydrogen to be stored in a salt cavern and supplying therefrom
US9707603B2 (en) 2014-09-30 2017-07-18 Praxair Technology, Inc. System and method for purging contaminants from a salt cavern
WO2016075033A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-19 Akzo Nobel Chemicals International B.V. Process for removing a small-molecule contaminant from a chlorine compound stream
US9950927B2 (en) 2015-12-18 2018-04-24 Praxair Technology, Inc. Method of supplying hydrogen through an integrated supply system
CN114644348B (zh) * 2022-03-18 2023-12-12 西安吉利电子新材料股份有限公司 一种从氨气直接生产电子级氨水的制备系统及方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1129704B (it) * 1980-01-08 1986-06-11 Montedison Spa Processo di sintesi dell'ammoniaca da idrocarburi
US4983363A (en) * 1987-03-24 1991-01-08 Advanced Technology Materials, Inc. Apparatus for purifying arsine, phosphine, ammonia, and inert gases to remove Lewis acid and oxidant impurities therefrom
JPH0340902A (ja) * 1989-07-10 1991-02-21 Japan Pionics Co Ltd 水素化物ガスの精製方法
IT1244006B (it) 1990-11-02 1994-06-28 Getters Spa Procedimento di purificazione dell'ammoniaca.
US5106399A (en) * 1991-02-25 1992-04-21 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Argon purification system
US5385689A (en) 1993-06-29 1995-01-31 Novapure Corporation Process and composition for purifying semiconductor process gases to remove Lewis acid and oxidant impurities therefrom
US5846386A (en) 1994-01-07 1998-12-08 Startec Ventures, Inc. On-site ammonia purification for semiconductor manufacture
JPH11506411A (ja) * 1995-06-05 1999-06-08 スターテック・ベンチャーズ・インコーポレーテッド 電子部品製造の場合の使用現場でのアンモニアの精製
US6001223A (en) * 1995-07-07 1999-12-14 Air Liquide America Corporation On-site ammonia purification for semiconductor manufacture
IT1277458B1 (it) * 1995-08-07 1997-11-10 Getters Spa Processo per la rimozione di ossigeno da ammoniaca a temperatura ambiente
US6122931A (en) * 1998-04-07 2000-09-26 American Air Liquide Inc. System and method for delivery of a vapor phase product to a point of use
US6183539B1 (en) * 1998-07-01 2001-02-06 Zeochem Co. Molecular sieve adsorbent for gas purification and preparation thereof
US6085548A (en) * 1998-08-24 2000-07-11 Air Products And Chemicals, Inc. Control vent system for ultra-high purity delivery system for liquefied compressed gases
US6241955B1 (en) * 1998-10-02 2001-06-05 Aeronex, Inc. Method and apparatus for purification of hydride gas streams
US6370911B1 (en) * 1999-08-13 2002-04-16 Air Liquide America Corporation Nitrous oxide purification system and process
US6576138B2 (en) * 2000-12-14 2003-06-10 Praxair Technology, Inc. Method for purifying semiconductor gases

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008505830A (ja) * 2004-07-07 2008-02-28 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード アンモニアの精製および移送充填
WO2012101925A1 (ja) * 2011-01-25 2012-08-02 住友精化株式会社 アンモニア精製システムおよびアンモニアの精製方法
JP5738900B2 (ja) * 2011-01-25 2015-06-24 住友精化株式会社 アンモニア精製システムおよびアンモニアの精製方法
KR101570392B1 (ko) * 2011-01-25 2015-11-19 스미토모 세이카 가부시키가이샤 암모니아 정제 시스템 및 암모니아의 정제 방법
JP2019203637A (ja) * 2018-05-23 2019-11-28 株式会社Ihi 蒸気発生設備
JP7305924B2 (ja) 2018-05-23 2023-07-11 株式会社Ihi 蒸気発生設備

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