JP2004052105A - Gaseous fluorine generator - Google Patents

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JP2004052105A
JP2004052105A JP2003149135A JP2003149135A JP2004052105A JP 2004052105 A JP2004052105 A JP 2004052105A JP 2003149135 A JP2003149135 A JP 2003149135A JP 2003149135 A JP2003149135 A JP 2003149135A JP 2004052105 A JP2004052105 A JP 2004052105A
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東城 哲朗
Jiro Hiraiwa
平岩 次郎
Osamu Yoshimoto
吉本 修
Hitoshi Takebayashi
竹林 仁
Yoshiomi Tada
多田 良臣
Takahiro Tanaka
田中 宇大
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gaseous fluorine generator which can stably and safely generate highly pure gaseous fluorine. <P>SOLUTION: The gaseous fluorine generator for generating highly pure gaseous fluorine by electrolyzing an electrolytic bath 2 consisting of a hydrogen fluoride-containing mixed molten salt is provided with: an electrolytic cell 1 divide, by a partition wall 16, into an anode chamber 3 provided with an anode and a cathode chamber 4 provided with a cathode; a pressure maintenance means of maintaining the pressure inside the anode chamber 3 and the cathode chamber 4 at atmospheric pressure; and liquid level sensing means 5 and 6 capable of sensing the liquid face levels of the electrolytic bath 2 in the anode chamber 3 and the cathode chamber 4, respectively, at three or more stages. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オンサイト型のフッ素ガス発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、フッ素ガスは、例えば半導体製造分野においては欠くことのできない基幹ガスである。そして、それ自体で用いられる場合もあるが、特にフッ素ガスを基にして三フッ化窒素ガス(以下、NFガスという。)等を合成し、これを半導体製造装置のクリーニングガスやドライエッチング用ガスとしたものは急速に需要が伸びている。また、フッ化ネオンガス(以下、NeFガスという。)、フッ化アルゴンガス(以下、ArFガスという。)、フッ化クリプトンガス(以下、KrFガスという。)等は半導体集積回路のパターニングの際に用いられるエキシマレーザ発振用ガスであり、その原料には希ガスとフッ素ガスの混合ガスが多用されている。
【0003】
半導体等の製造に使用されるフッ素ガスやNFガスは不純物の少ない高純度のガスが要求される。また半導体等の製造現場ではフッ素ガスを充填したガスボンベから必要量のガスを取出して使用している。このためガスボンベの保管場所、ガスの安全性確保や純度維持等の管理が大変重要である。さらにNFガスは最近になって需要が急増しているため供給面に問題があり、ある程度の在庫を抱えなければならないという問題もある。これらを考慮すると、高圧のフッ素ガスボンベを扱うよりも、オンデマンド、オンサイトのフッ素ガス発生装置を使用する場所に設置するのが好ましい。
【0004】
通常、フッ素ガスは図3に示すような電解槽によって生成されている。電解槽本体201の材質は通常、Ni、モネル、炭素鋼等が使用されている。さらに、電解槽本体201の底部には発生した水素ガスとフッ素ガスが混ざるのを防止するためにポリテトラフルオロエチレン等からなる底板212が付設されている。電解槽本体201中には、フッ化カリウム−フッ化水素系(以下、KF−HF系という。)の混合溶融塩が電解浴202として満たされている。そして、モネル等により形成されているスカート209によって、陽極室210と陰極室211に分離されている。この陽極室210に収納された炭素またはニッケル(以下、Niという。)陽極203と、陰極室211に収納されたNi陰極204の間に電圧を印加し、電解することによりフッ素ガスは生成されている。なお、生成されたフッ素ガスは、発生口208から排出され、陰極側で発生する水素ガスは、水素ガス排出口207から排出される。ところが電解時に発生する四フッ化炭素ガス(以下、CFガスという。)や電解浴より蒸発するフッ化水素ガス(以下、HFガスという。)等の混入により純度の高いフッ素ガスは得られにくいという問題があった。
【0005】
また、オンデマンド、オンサイトで使用する場合、電解槽本体201内の電解浴の液面の自動調整は安全に自動運転を行う上で必要不可欠のものである。例えば、電解液面の変動を制御する技術としては、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4及び特許文献5中に所謂スタート/ストップ制御(On/Off制御)が提案されている。しかし、この方法で電解を行うと液面が変動するたびに電解を休止し、電解液面が元の位置に戻るまで電解を再開することができないという問題もある。
【0006】
【特許文献1】
特表平9−505853号公報
【特許文献2】
欧州特許第0728228B1号明細書
【特許文献3】
欧州特許第0852267B1号明細書
【特許文献4】
欧州特許第0965661B1号明細書
【特許文献5】
米国特許第5688384号明細書
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は高純度のフッ素ガスを安定的にかつ安全に発生させることのできるフッ素ガス発生装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の請求項1に記載のフッ素ガス発生装置は、フッ化水素を含む混合溶融塩からなる電解浴を電気分解して高純度のフッ素ガスを生成するためのフッ素ガス発生装置であって、隔壁によって陽極が設けられた陽極室と陰極が設けられた陰極室とに分離された電解槽と、電解槽内を大気圧に維持する圧力維持手段と、前記陽極室と陰極室それぞれの前記電解浴の液面レベルを3段階以上で検知できる液面検知手段と、を備えたものである。
この構成によると、液面の僅かな変動を検知することができるとともに、圧力維持手段によって、陽極室及び陰極室内を常に大気圧に維持できる。このため、電解浴の液面高さが安定する。これによって、電解時の電解条件の変動を少なくできるので、安定したフッ素ガスの供給が可能となる。また、陽極室及び陰極室内が大気圧に維持されているため、外部からの空気等の流入を防止することができ、高純度のフッ素ガスを安定して発生させることができる。
【0009】
請求項2に記載のフッ素ガス発生装置は、請求項1において、前記圧力維持手段が、前記陽極室と前記陰極室にそれぞれ設けられた圧力計と連動して開閉する自動弁と、前記陽極室と前記陰極室にそれぞれ設けられた液面検知手段と連動する自動弁とで構成されているものである。
この構成によると、電解槽内の圧力制御が容易にかつ確実に行えるようになる。また、液面検知手段と自動弁とが連動するため、電解浴の液面高さを自動調整することが可能となる。
【0010】
請求項3に記載のフッ素ガス発生装置は、請求項2において、前記電解槽内の圧力を大気圧に維持する圧力維持手段の一つである自動弁は、前記電解槽内の圧力が大気圧よりも高くなると開き、前記電解槽内のガスを排出するものである。
この構成によると、電解槽内、特に陰極室内を常に大気圧に維持することができる。このため、電解槽内の電解浴の液面高さを常に安定した状態とすることができる。
【0011】
請求項4に記載のフッ素ガス発生装置は、請求項1乃至3のいずれかにおいて、前記圧力計と連動して開閉する自動弁の後ろに、コンプレッサー、バキュームジェネレータのうち少なくともいずれか一つ以上が設けられ、前記圧力計と連動して開閉する自動弁を減圧状態に維持しているものである。
この構成によると、圧力計と連動して開閉する自動弁の下流側のガス排出ラインが減圧状態となる。このため、陰極室から排出されるガスはより確実に圧力計と連動して開閉する自動弁を通過するようになる。
【0012】
請求項5に記載のフッ素ガス発生装置は、請求項1において、前記液面検知手段が、前記電解浴の各液面レベルを検知できる3個以上の液面センサによって構成されているものである。
この構成によると、電解槽内の電解浴の液面高さを3段階以上で検知することが可能となるので僅かな液面変動でも感知できるようになる。そして、各液面センサからの信号に合わせて、電解槽に接続されている各ガスライン上の各バルブを開閉しガス流入して加圧あるいは減圧させて液面を上昇をすることが可能となる。このため、特許文献1等に開示されているような電解浴の液面制御(On/Off制御)により電解を一々停止しなくても、一定のレベルに液面を保った状態での自動運転が可能となる。
【0013】
請求項6記載の発明は、液面検知手段を有するとともに、電解槽内の圧力を検知できる圧力計を具備したフッ素ガス発生装置である。
この構成によると、差圧により生ずる電解浴の上昇や降下による液面変動をより正確に制御でき、電解浴の飛散等による後段の配管やラインに付設されたフィルターなどの閉塞を防止しうる。この制御で安全且つ安定な操業が確保できるようになる。
【0014】
請求項7に記載のフッ素ガス発生装置は、請求項1又は2において、前記液面検知手段に連動して開閉する前記電磁弁の開閉により前記陰極室及び前記陽極室に供給されるガスが、希ガスまたは窒素ガスであるものである。
この構成によると、発生したガスを例えば、窒素(N)ガス、または、ネオンガス(Neガス)、アルゴンガス(Arガス)、クリプトンガス(Krガス)等の希ガスによって希釈することで、任意の混合比の混合ガスとして半導体集積回路のパターニングの際に用いられるエキシマレーザ発振用ガスとして使用することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明に係るフッ素ガス発生装置の実施形態の一例を説明する。
【0016】
図1は、本実施形態例のフッ素ガス発生装置の主要部の概略図である。図1において、1は電解槽、2はKF−HF系混合溶融塩からなる電解浴、3は陽極室、4は陰極室、5は陽極室3の電解浴2の液面レベルを検知する第1液面検知手段、6は陰極室4の液面レベルを5段階で検知する第2液面検知手段である。また、7は陽極室3の圧力を測定する圧力計、8は陰極室4の圧力を測定する圧力計である。そして、9,10は、これら圧力計7,8の圧力に応じて連動して開閉する自動弁である。また、11は電解浴2の温度を測定する温度計、12は温度計11からの信号によって作動して電解槽1の側面及び底部に設けられているヒータ13を制御する温度制御手段である。14は陰極室4から排出される水素とHFの混合ガス中からHFを吸着する吸着塔であり、15は陽極室3から排出されるFとHFとの混合ガス中からHFガスを吸着して高純度のフッ素ガスのみを排出するようにするNaF等を充填したHF吸収塔である。
【0017】
電解槽1は、Ni、モネル、純鉄、ステンレス鋼等の金属で形成されている。
電解槽1は、Niまたはモネルからなる隔壁16によって、陽極室3及び陰極室4とに分離されている。陽極室3には、図示していないが陽極が配置されている。そして、陰極室4には、図示しない陰極が設けられている。なお、陽極には黒鉛成形体から所定の形状に加工してブロック状に形成したものを使用することが好ましい。また、陰極としては、Niまたは鉄を使用することが好ましい。電解槽1の上蓋17には、陽極室3及び陰極室4内を大気圧に維持する圧力維持手段の一つであるガスライン18,19からのパージガス出入口20,21と、陽極室3から発生するフッ素ガスの発生口22と、陰極室4から発生する水素ガスの発生口23とが設けられている。これら発生口22,23は、ハステロイ等のフッ素ガスに対して耐食性を有した材料で形成された曲折した管を備えており、陽極室3及び陰極室4からの飛沫がガスライン内に侵入することを抑制している。また、上蓋17には、電解浴2の液面高さが低下した場合にHFを供給するHF供給ライン24からのHF導入口25と、陽極室3及び陰極室4の液面高さをそれぞれ検知する第1液面検知手段5及び第2液面検知手段6と、圧力計7,8とが設けられている。
【0018】
また、電解槽1は、電解槽1内を加熱する温度調整手段が設けられている。温度調整手段は、電解槽1本体の周囲に密着して設けられているヒータ13と、そのヒータ13に接続され、一般的なPID制御が可能な温度制御手段12と、陽極室3または陰極室4のいずれか一方に設けられている熱電対等の温度計11と、から構成され、電解槽1内の温度制御をしている。なお、ヒータ13の周りには断熱材を設けることも可能である。ヒータ13は、リボンタイプのものや、ニクロム線、あるいは温水等が例示でき、その形態は特に限定されないが、電解槽1の全周を覆うような形状であることが好ましい。
【0019】
第1液面検知手段5及び第2液面検知手段6は、図2に示すように5本の液面センサS1〜S5を備えている。これら5本の液面センサS1〜S5で電解浴2の液面高さを段階的に検知することができる。
【0020】
陽極室3及び陰極室4内の圧力を大気圧に維持する圧力維持手段は、加圧用のボンベからのガスを、陽極室3及び陰極室4内の圧力を測定する圧力計7,8の測定結果に連動して開閉する自動弁9,10と、第1液面検知手段5及び第2液面検知手段6による電解浴2の液面高さの検知結果によって開閉して電解槽1内の陽極室3及び陰極室4それぞれにガスを供給又は排気を行う、自動弁31〜34と、この圧力維持手段のガスライン18,19等の開閉を行う手動弁35〜38と、ガスライン内を通過するガス流量を予め所定の流量に設定することができる流量計39〜41とで構成されている。自動弁31〜34は、エアアクチュエータ方式のものを使用することが好ましい。これによって、作動時に発熱が小さく、ガスラインへ及ぼす影響を小さくすることができる。この圧力維持手段によって、陽極室3及び陰極室4内の圧力は、大気圧に維持される。これによって、電解槽1内の圧力は大気圧に維持され、電解中の液面高さを安定した状態に維持できる。このため、電解条件の変動が少なく、安定した電解を行うことができる。また、電解されて生成されるフッ素ガスや水素ガスは、電解槽1内から押し出されるようにしてそれぞれの発生口22,23から排出される。このように、圧力維持手段は、陽極室3及び陰極室4内の圧力を大気圧に維持することで、電解されて生成されるガスを電解槽1から排出するとともに、電解槽1内への外気の侵入も防止している。
【0021】
また、圧力維持手段に接続されている電解槽1内にガスを供給するガスとしては、不活性のガスであれば特に限定されない。例えば、Arガス,Neガス,Krガス,Xeガス等の希ガスのうち1種類以上を用いると、フッ素ガスとこれら希ガスとの混合ガスを容易に任意の混合比で得ることができる。これによって、例えば、半導体製造分野における集積回路のパターニング用のエキシマレーザ発振用線源として用いることが可能となり、半導体製造分野の製造ライン上に本発明に係るフッ素ガス発生装置を配置することで、オンサイトで、フッ素ガスを必要時に必要量供給することができるようになる。
【0022】
陰極室4から排出される水素ガス中のHFガスを吸着するHF吸着塔14は、第1吸着塔14aと第2吸着塔14bとが並列に設けられている。これら第1吸着塔14a及び第2吸着塔14bは同時に使用することも、いずれか一方を使用することもできる。この吸着塔14は、フッ素ガス及びHFに対して耐食性を有する材料で形成されていることが好ましく、例えば、ステンレス鋼、モネル、Ni、フッ素系樹脂等で形成され、内部にフッ化ナトリウム、ソーダライムが充填されて、通過するHFを吸着することによって、水素ガス中のHFを除去している。
【0023】
このHF吸着塔14は、圧力維持手段を構成する一つである自動弁10の下流側に配置されている。そして、この自動弁10とHF吸着塔14との間にはバキュームジェネレータ26が設けられている。このバキュームジェネレータ26は、ガスライン27を通過するガスによるエジェクタ効果によってガスライン28内の圧力を減圧状態にするものであり、油分を使用することなく、ガスライン28を減圧状態とすることができ、油分のガスライン及び電解槽1への侵入を防止することができる。
【0024】
陽極室3から排出されるフッ素ガス中のHFを除去するHF吸収塔15は、前述のHF吸着塔14と同様に、第1吸収塔15a、15bとが並列に設けられている。そして、内部にNaFが充填されており、放出されてくるフッ素ガス中に含まれるHFを除去する。このHF吸収塔15も、HF吸着塔14同様に、フッ素ガス及びHFに対して耐食性を有する材料で形成されていることが好ましく、例えば、ステンレス鋼、モネル、Ni等が例示できる。
【0025】
このHF吸収塔15の下流側には圧力維持手段を構成する一つである自動弁9が設けられている。陽極室3から発生するガスは、フッ素ガスと同時にHFガス、電解浴飛沫が発生する苛酷な環境となる。特にフッ素とHFが混在する環境では、強い酸化性雰囲気になる。このため、自動弁9は、HF吸収塔15の下流側に設けることで、HFが除去されたフッ素ガスのみの状態にでき、HFガスによる影響を受けることなく開閉動作を行うことが可能となる。なお、これらHF吸着塔14及びHF吸収塔15には圧力計30,29が設けられており、内部の詰まりを検知することが可能となっている。
【0026】
なお、これら電解槽1を含むフッ素ガス発生装置は、図示しない1つの筐体からなるキャビネット内に設けられることが好ましい。オンデマンド、オンサイトでの使用が容易になるからである。また、このキャビネットは、フッ素ガスと反応しない材料で形成されていることが好ましい。例えば、ステンレス鋼等の金属や、塩化ビニル等の樹脂を使用することができる。
【0027】
また、図示していないが、高純度のフッ素ガスが排出される下流側には、バッファタンク等の貯蔵手段が設けられていることが好ましい。これによって必要なときに必要量のフッ素ガスを提供することができ、半導体製造設備の製造ラインに配設することが可能となるオンラインのフッ素ガス発生装置となる。
【0028】
次に、本実施形態例にかかるフッ素ガス発生装置の作動について説明する。
【0029】
通常、電解が正常に行われている状態では、電解槽1内は大気圧に維持されており、陽極室3及び陰極室4内の電解浴2の高さは同じ液面高さとなる。ところが、電解中に、例えば電解浴2の飛沫等の蓄積によるフッ素ガスライン(フッ素ガス発生口22以降のガスライン)の閉塞、あるいは、水素ガスライン(水素発生口23以降のガスライン)の閉塞等によって電解槽1内の圧力が変動する。このとき、陽極室3及び陰極室4に設けられている圧力計7,8によって圧力が測定され、その圧力の変動によって、各圧力計7,8に連動する自動弁9、10を開閉し、電解槽1内の圧力を大気圧に維持するように調整する。
【0030】
このように、自動弁9,10の開閉によって電解槽1内の圧力が大気圧に維持されている場合は、電解槽1内の陽極室3及び陰極室4内の電解浴2の高さは同じ液面高さとなる。ところが、電解中に、例えば電解浴2の飛沫等が更に蓄積し、自動弁9、10の開閉によっては電解槽1内の圧力を大気圧に保つことができず、例えば、フッ素ガスライン(フッ素ガス発生口22以降のガスライン)の閉塞等により、陽極室3内での圧力が高くなる、或いは、陰極室4の圧力が低くなることによって、陽極室3の電解浴2の液面高さが陰極室4の電解浴2の液面高さよりも低くなる場合もある。この場合、陽極室3及び陰極室4に設けられた第1液面検知手段5及び第2液面検知手段6によって、液面高さの異常が検知される。
【0031】
通常、電解槽1内の圧力が自動弁9,10の開閉によって大気圧に保たれ、正常に電解がされている場合の電解浴2の液面高さは、第1液面検知手段5及び第2液面検知手段6の5本の液面センサS1〜S5のうち、液面センサS2とS4の間に位置している。ところが、前述のように、陰極室4の電解浴2の液面高さが陽極室3の電解浴の液面高さよりも高くなった場合、すなわち、陰極室4の液面高さが第2液面検知手段の液面センサS2よりも高くなった場合は、自動弁31及び自動弁34を閉鎖する。これで、陰極室4の電解浴2の液面高さが正常に戻った場合は、自動弁31及び自動弁34を開放し、引き続き電解を行う。一方、自動弁31及び自動弁34を閉鎖した場合であっても、陰極室4の電解浴2の液面高さが上昇し、液面センサS1よりも高くなった場合は、自動弁33及び自動弁32も閉鎖し、電解を中断する。
【0032】
電解が中断すると、自動弁32が短時間開かれ、陽極室3内のフッ素ガスが電解槽1の上蓋17に設けられているフッ素ガスの発生口23から放出される。これと同時に、自動弁33も短時間開かれて、陰極室4内にパージガスが導入される。これによって、電解浴2の陽極室3及び陰極室4の液面高さが同じに戻れば、電解が再開される。
【0033】
以上のように、本実施形態例に係るフッ素ガス発生装置は、電解槽1内の圧力を測定する圧力計7,8とこれらに連動する自動弁9,10によって電解槽1内の圧力を調整し、電解槽1内を大気圧に維持して電解浴2の液面高さを制御する。また、これら自動弁9,10の開閉による液面高さ制御で電解槽1内の電解浴2の液面高さを同レベルに維持できない場合は、陽極室3及び陰極室4に設けられた第1液面検知手段5及び第2液面検知手段6と、これらと連動して開閉する自動弁31〜34によって電解槽1内を大気圧に維持する。このように、2段階の制御方式で、電解槽1内を大気圧に維持し、電解浴2の液面高さを安定した高さに維持することができる。これによって、電解中の電解条件を変更する必要がなくなり、安定したフッ素ガスの生成を行うことができる。
【0034】
なお、本発明に係るフッ素ガス発生装置は、前述の実施形態例に限定されるものではなく、例えば、以下のようなものであっても良い。
【0035】
例えば、電解槽本体を陰極として電解浴を電解し、この際、電解浴の液面高さを検知する液面検知手段は、1つのみを使用して電解浴の液面高さを制御するようにすることもできる。また、自動弁の位置、数等についても特に本発明の実施形態に限定されるものではない。
【0036】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されており、電解槽内を大気圧に維持し、電解浴の液面高さを圧力計及び液面検知手段の2系統で検知、制御する。このため、電解浴の液面高さを常に一定の高さに保つことが可能となり、電解条件を安定させ、フッ素ガスの安定した生成、供給が可能となる。また、フッ素ガスに他のガス、例えば、希ガスを混合する手段を設けたので所望する混合比の希ガスとフッ素ガスとの混合ガスを得ることができ、エキシマレーザ発振用線源等半導体製造分野で利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフッ素ガス発生装置の主要部の模式概略図である。
【図2】本発明に係るフッ素ガス発生装置に用いられる液面検知手段の一例の模式概略図である。
【図3】従来使用していたフッ素ガス発生装置の模式図である。
【符号の説明】
1 電解槽
2 電解浴
3 陽極室
4 陰極室
5 第1液面検知手段
6 第2液面検知手段
7、8 圧力計
9、10 自動弁
11 温度計
12 温度制御手段
13 ヒータ
14 HF吸着塔
15 HF吸収塔
16 隔壁
17 上蓋
18、19 ガスライン
20、21 パージガス出入口
22、23 ガス発生口
24 HF供給ライン
25 HF導入口
26 バキュームジェネレータ
27,28 ガスライン
29,30 圧力計
31〜34 自動弁
35〜38 手動弁
39〜41 流量計
42 コンプレッサーユニット
S1〜S5 液面センサ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an on-site type fluorine gas generator.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, fluorine gas has been an essential gas indispensable in, for example, the semiconductor manufacturing field. In some cases, nitrogen trifluoride gas (hereinafter referred to as NF 3 gas) or the like is synthesized based on fluorine gas, and is used as a cleaning gas or dry etching gas for semiconductor manufacturing equipment. Demand for gas is growing rapidly. Further, neon fluoride gas (hereinafter, referred to as NeF gas), argon fluoride gas (hereinafter, referred to as ArF gas), krypton fluoride gas (hereinafter, referred to as KrF gas), or the like is used for patterning a semiconductor integrated circuit. Excimer laser oscillation gas is used, and a mixed gas of a rare gas and a fluorine gas is frequently used as a raw material thereof.
[0003]
Fluorine gas and NF 3 gas used in the production of semiconductors and the like are required to be high-purity gas with few impurities. Also, in a manufacturing site for semiconductors and the like, a required amount of gas is extracted from a gas cylinder filled with fluorine gas and used. For this reason, it is very important to control the storage location of gas cylinders, ensuring gas safety and maintaining purity. Furthermore, since the demand for NF 3 gas has been rapidly increasing recently, there is a problem in supply, and there is also a problem that a certain amount of stock must be held. In consideration of these, it is preferable to install the apparatus at a place where an on-demand on-site fluorine gas generator is used, rather than handling a high-pressure fluorine gas cylinder.
[0004]
Usually, fluorine gas is generated by an electrolytic cell as shown in FIG. The material of the electrolytic cell body 201 is usually Ni, Monel, carbon steel, or the like. Further, a bottom plate 212 made of polytetrafluoroethylene or the like is attached to the bottom of the electrolytic cell main body 201 in order to prevent the generated hydrogen gas and fluorine gas from being mixed. The electrolytic bath body 201 is filled with a mixed molten salt of potassium fluoride-hydrogen fluoride (hereinafter, referred to as KF-HF) as an electrolytic bath 202. The anode chamber 210 and the cathode chamber 211 are separated by a skirt 209 formed of Monel or the like. A voltage is applied between the carbon or nickel (hereinafter, referred to as Ni) anode 203 housed in the anode chamber 210 and the Ni cathode 204 housed in the cathode chamber 211 to perform electrolysis to generate fluorine gas. I have. Note that the generated fluorine gas is discharged from the generation port 208, and the hydrogen gas generated on the cathode side is discharged from the hydrogen gas discharge port 207. However, it is difficult to obtain high-purity fluorine gas due to mixing of carbon tetrafluoride gas (hereinafter, referred to as CF 4 gas) generated during electrolysis and hydrogen fluoride gas (hereinafter, referred to as HF gas) evaporated from the electrolytic bath. There was a problem.
[0005]
When used on demand or on site, automatic adjustment of the liquid level of the electrolytic bath in the electrolytic cell main body 201 is indispensable for safe automatic operation. For example, so-called start / stop control (On / Off control) has been proposed in Patent Literature 1, Patent Literature 2, Patent Literature 3, Patent Literature 4, and Patent Literature 5 as a technique for controlling the fluctuation of the electrolyte surface. I have. However, when the electrolysis is performed by this method, there is a problem that the electrolysis is stopped every time the liquid level changes, and the electrolysis cannot be restarted until the electrolyte level returns to the original position.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 9-505853 [Patent Document 2]
European Patent No. 0728228 B1 [Patent Document 3]
European Patent No. 0852267B1 [Patent Document 4]
European Patent No. 0965661B1 [Patent Document 5]
US Pat. No. 5,688,384.
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a fluorine gas generator capable of stably and safely generating high-purity fluorine gas.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The fluorine gas generating apparatus according to claim 1 of the present invention for solving the above-mentioned problems is provided with a fluorine gas for electrolyzing an electrolytic bath made of a mixed molten salt containing hydrogen fluoride to produce high-purity fluorine gas. A gas generator, comprising: an electrolytic cell separated by a partition into an anode chamber provided with an anode and a cathode chamber provided with a cathode; pressure maintaining means for maintaining the inside of the electrolytic cell at atmospheric pressure; and the anode chamber And a liquid level detecting means capable of detecting the liquid level of the electrolytic bath in each of the cathode chambers in three or more stages.
According to this configuration, a slight change in the liquid level can be detected, and the pressure maintaining means can always maintain the anode chamber and the cathode chamber at atmospheric pressure. Therefore, the liquid level of the electrolytic bath is stabilized. As a result, fluctuations in electrolysis conditions during electrolysis can be reduced, so that a stable supply of fluorine gas can be achieved. Further, since the anode chamber and the cathode chamber are maintained at the atmospheric pressure, inflow of air or the like from the outside can be prevented, and high-purity fluorine gas can be generated stably.
[0009]
The fluorine gas generating device according to claim 2, wherein the pressure maintaining means is an automatic valve that opens and closes in conjunction with a pressure gauge provided in each of the anode chamber and the cathode chamber. And an automatic valve interlocked with a liquid level detecting means provided in each of the cathode chambers.
According to this configuration, pressure control in the electrolytic cell can be easily and reliably performed. In addition, since the liquid level detecting means and the automatic valve are linked, the liquid level of the electrolytic bath can be automatically adjusted.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the fluorine gas generating apparatus according to the second aspect, the automatic valve, which is one of pressure maintaining means for maintaining the pressure in the electrolytic cell at atmospheric pressure, comprises: When it is higher than this, it opens to discharge the gas in the electrolytic cell.
According to this configuration, the inside of the electrolytic cell, particularly the inside of the cathode chamber, can always be maintained at the atmospheric pressure. For this reason, the liquid level of the electrolytic bath in the electrolytic cell can always be kept stable.
[0011]
The fluorine gas generating device according to claim 4, according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of a compressor and a vacuum generator is provided behind an automatic valve that opens and closes in conjunction with the pressure gauge. An automatic valve, which is provided and opens and closes in conjunction with the pressure gauge, is maintained in a reduced pressure state.
According to this configuration, the gas discharge line downstream of the automatic valve that opens and closes in conjunction with the pressure gauge is in a reduced pressure state. Therefore, the gas discharged from the cathode chamber more reliably passes through the automatic valve that opens and closes in conjunction with the pressure gauge.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in the fluorine gas generator according to the first aspect, the liquid level detecting means is configured by three or more liquid level sensors capable of detecting each liquid level of the electrolytic bath. .
According to this configuration, the liquid level of the electrolytic bath in the electrolytic cell can be detected in three or more stages, so that even a slight change in the liquid level can be detected. Then, in accordance with the signal from each liquid level sensor, it is possible to open and close each valve on each gas line connected to the electrolytic cell to flow gas and pressurize or depressurize to raise the liquid level. Become. For this reason, even if electrolysis is not stopped one by one by the liquid level control (On / Off control) of the electrolytic bath as disclosed in Patent Document 1 or the like, automatic operation in a state where the liquid level is maintained at a constant level is performed. Becomes possible.
[0013]
A sixth aspect of the present invention is a fluorine gas generator having a liquid level detecting means and a pressure gauge capable of detecting the pressure in the electrolytic cell.
According to this configuration, the liquid level fluctuation due to the rise or fall of the electrolytic bath caused by the differential pressure can be controlled more accurately, and the clogging of a filter attached to a pipe or a line at a later stage due to scattering of the electrolytic bath or the like can be prevented. With this control, safe and stable operation can be secured.
[0014]
The gas supplied to the cathode chamber and the anode chamber by opening and closing the solenoid valve that opens and closes in conjunction with the liquid level detection means according to claim 1 or 2, It is a rare gas or a nitrogen gas.
According to this configuration, the generated gas is optionally diluted with a rare gas such as nitrogen (N 2 ) gas or neon gas (Ne gas), argon gas (Ar gas), or krypton gas (Kr gas). Can be used as an excimer laser oscillation gas used in patterning a semiconductor integrated circuit.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of a fluorine gas generator according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a schematic view of a main part of the fluorine gas generator of the present embodiment. In FIG. 1, 1 is an electrolytic bath, 2 is an electrolytic bath made of a KF-HF-based mixed molten salt, 3 is an anode room, 4 is a cathode room, and 5 is a liquid level of the electrolytic bath 2 in the anode room 3. The first liquid level detecting means 6 is a second liquid level detecting means for detecting the liquid level of the cathode chamber 4 in five steps. Reference numeral 7 denotes a pressure gauge for measuring the pressure in the anode chamber 3, and reference numeral 8 denotes a pressure gauge for measuring the pressure in the cathode chamber 4. Reference numerals 9 and 10 denote automatic valves that open and close in conjunction with the pressures of the pressure gauges 7 and 8. Reference numeral 11 denotes a thermometer for measuring the temperature of the electrolytic bath 2, and reference numeral 12 denotes a temperature control means which operates in response to a signal from the thermometer 11 to control a heater 13 provided on the side and bottom of the electrolytic cell 1. 14 is a adsorption tower to adsorb HF from a mixed gas of hydrogen and HF discharged from the cathode chamber 4, 15 adsorbs HF gas from a mixed gas of F 2 and HF discharged from the anode chamber 3 Is an HF absorption tower filled with NaF or the like that discharges only high-purity fluorine gas.
[0017]
The electrolytic cell 1 is formed of a metal such as Ni, Monel, pure iron, and stainless steel.
The electrolytic cell 1 is separated into an anode chamber 3 and a cathode chamber 4 by a partition 16 made of Ni or Monel. Although not shown, an anode is disposed in the anode chamber 3. The cathode chamber 4 is provided with a cathode (not shown). In addition, it is preferable to use an anode formed by processing a graphite molded body into a predetermined shape to form a block. Further, it is preferable to use Ni or iron as the cathode. In the upper lid 17 of the electrolytic cell 1, purge gas inlets and outlets 20 and 21 from gas lines 18 and 19, which are one of pressure maintaining means for maintaining the inside of the anode chamber 3 and the cathode chamber 4 at atmospheric pressure, and a gas generated from the anode chamber 3. An outlet 22 for generating a fluorine gas and an outlet 23 for generating a hydrogen gas generated from the cathode chamber 4 are provided. Each of the generating ports 22 and 23 has a bent tube made of a material having corrosion resistance to fluorine gas such as Hastelloy, and splashes from the anode chamber 3 and the cathode chamber 4 enter the gas line. That is being suppressed. In addition, the upper lid 17 has the HF inlet 25 from the HF supply line 24 for supplying HF when the liquid level of the electrolytic bath 2 is lowered, and the liquid level of the anode chamber 3 and the cathode chamber 4 respectively. A first liquid level detecting means 5 and a second liquid level detecting means 6 for detecting, and pressure gauges 7 and 8 are provided.
[0018]
The electrolytic cell 1 is provided with a temperature adjusting means for heating the inside of the electrolytic cell 1. The temperature adjusting means includes a heater 13 provided in close contact with the periphery of the main body of the electrolytic cell 1, a temperature controlling means 12 connected to the heater 13 and capable of performing general PID control, an anode chamber 3 or a cathode chamber. And a thermometer 11 such as a thermocouple provided in any one of the electrolyzers 4 to control the temperature in the electrolytic cell 1. Note that a heat insulating material can be provided around the heater 13. The heater 13 can be exemplified by a ribbon type, a nichrome wire, hot water, or the like. The form is not particularly limited, but is preferably a shape that covers the entire circumference of the electrolytic cell 1.
[0019]
The first liquid level detecting means 5 and the second liquid level detecting means 6 include five liquid level sensors S1 to S5 as shown in FIG. These five liquid level sensors S1 to S5 can detect the liquid level of the electrolytic bath 2 stepwise.
[0020]
The pressure maintaining means for maintaining the pressure in the anode chamber 3 and the cathode chamber 4 at the atmospheric pressure is provided by measuring the gas from the pressurizing cylinder with the pressure gauges 7 and 8 for measuring the pressure in the anode chamber 3 and the cathode chamber 4. Automatic valves 9 and 10 that open and close in response to the results, and open and close according to the result of detection of the liquid level of the electrolytic bath 2 by the first liquid level detecting means 5 and the second liquid level detecting means 6. Automatic valves 31 to 34 for supplying or exhausting gas to the anode chamber 3 and the cathode chamber 4 respectively; manual valves 35 to 38 for opening and closing the gas lines 18 and 19 of the pressure maintaining means; It is composed of flow meters 39 to 41 that can set the flow rate of the passing gas to a predetermined flow rate in advance. It is preferable that the automatic valves 31 to 34 use an air actuator type. Thereby, heat generation during operation is small, and the influence on the gas line can be reduced. The pressure in the anode chamber 3 and the cathode chamber 4 is maintained at the atmospheric pressure by the pressure maintaining means. Thereby, the pressure in the electrolytic cell 1 is maintained at the atmospheric pressure, and the liquid level during electrolysis can be maintained in a stable state. Therefore, stable electrolysis can be performed with little change in electrolysis conditions. Further, the fluorine gas and the hydrogen gas generated by the electrolysis are discharged from the respective generating ports 22 and 23 so as to be pushed out of the electrolytic cell 1. As described above, the pressure maintaining means discharges the gas generated by the electrolysis from the electrolytic cell 1 by maintaining the pressures in the anode chamber 3 and the cathode chamber 4 at the atmospheric pressure, and discharges the gas into the electrolytic cell 1. It also prevents outside air from entering.
[0021]
The gas for supplying the gas into the electrolytic cell 1 connected to the pressure maintaining means is not particularly limited as long as it is an inert gas. For example, when one or more rare gases such as Ar gas, Ne gas, Kr gas, and Xe gas are used, a mixed gas of fluorine gas and these rare gases can be easily obtained at an arbitrary mixing ratio. This makes it possible, for example, to use it as a radiation source for excimer laser oscillation for patterning integrated circuits in the semiconductor manufacturing field, and by disposing the fluorine gas generator according to the present invention on a manufacturing line in the semiconductor manufacturing field, On-site, the required amount of fluorine gas can be supplied when needed.
[0022]
The HF adsorption tower 14 that adsorbs HF gas in the hydrogen gas discharged from the cathode chamber 4 has a first adsorption tower 14a and a second adsorption tower 14b provided in parallel. The first adsorption tower 14a and the second adsorption tower 14b can be used simultaneously or one of them can be used. The adsorption tower 14 is preferably formed of a material having corrosion resistance to fluorine gas and HF. For example, the adsorption tower 14 is formed of stainless steel, Monel, Ni, a fluorine-based resin, or the like. The lime in the hydrogen gas is removed by filling the lime and absorbing the passing HF.
[0023]
This HF adsorption tower 14 is arranged downstream of the automatic valve 10 which is one of the pressure maintaining means. A vacuum generator 26 is provided between the automatic valve 10 and the HF adsorption tower 14. The vacuum generator 26 reduces the pressure in the gas line 28 by the ejector effect of the gas passing through the gas line 27, and can reduce the pressure of the gas line 28 without using oil. In addition, it is possible to prevent oil from entering the gas line and the electrolytic cell 1.
[0024]
The HF absorption tower 15 for removing HF in the fluorine gas discharged from the anode chamber 3 is provided with the first absorption towers 15a and 15b in parallel, similarly to the HF adsorption tower 14 described above. Then, the inside is filled with NaF, and HF contained in the released fluorine gas is removed. Like the HF adsorption tower 14, the HF absorption tower 15 is preferably formed of a material having corrosion resistance to fluorine gas and HF, and examples thereof include stainless steel, Monel, and Ni.
[0025]
On the downstream side of the HF absorption tower 15, an automatic valve 9, which is one of pressure maintaining means, is provided. The gas generated from the anode chamber 3 is a severe environment in which HF gas and electrolytic bath splash are generated simultaneously with fluorine gas. Particularly in an environment where fluorine and HF are mixed, a strong oxidizing atmosphere is created. Therefore, by providing the automatic valve 9 on the downstream side of the HF absorption tower 15, only the fluorine gas from which HF has been removed can be used, and the opening and closing operation can be performed without being affected by the HF gas. . The HF adsorption tower 14 and the HF absorption tower 15 are provided with pressure gauges 30 and 29, respectively, so that clogging inside can be detected.
[0026]
In addition, it is preferable that the fluorine gas generator including the electrolytic cell 1 is provided in a cabinet including a single casing (not shown). This is because on-demand and on-site use becomes easy. This cabinet is preferably made of a material that does not react with fluorine gas. For example, a metal such as stainless steel or a resin such as vinyl chloride can be used.
[0027]
Although not shown, a storage means such as a buffer tank is preferably provided on the downstream side where high-purity fluorine gas is discharged. As a result, a required amount of fluorine gas can be provided when required, and an on-line fluorine gas generator can be provided on a production line of a semiconductor production facility.
[0028]
Next, the operation of the fluorine gas generator according to this embodiment will be described.
[0029]
Normally, in a state where electrolysis is normally performed, the inside of the electrolytic cell 1 is maintained at the atmospheric pressure, and the heights of the electrolytic baths 2 in the anode chamber 3 and the cathode chamber 4 are the same liquid level. However, during electrolysis, a fluorine gas line (gas line after the fluorine gas generation port 22) is blocked due to accumulation of, for example, droplets of the electrolytic bath 2, or a hydrogen gas line (gas line after the hydrogen generation port 23) is blocked. The pressure in the electrolytic cell 1 fluctuates due to the above factors. At this time, the pressure is measured by the pressure gauges 7 and 8 provided in the anode chamber 3 and the cathode chamber 4, and the automatic valves 9 and 10 linked to the respective pressure gauges 7 and 8 are opened and closed by the fluctuation of the pressure. The pressure in the electrolytic cell 1 is adjusted to be maintained at the atmospheric pressure.
[0030]
As described above, when the pressure in the electrolytic cell 1 is maintained at the atmospheric pressure by opening and closing the automatic valves 9 and 10, the height of the anode chamber 3 in the electrolytic cell 1 and the height of the electrolytic bath 2 in the cathode chamber 4 are increased. The liquid level is the same. However, during electrolysis, for example, droplets of the electrolytic bath 2 further accumulate, and the pressure in the electrolytic cell 1 cannot be maintained at the atmospheric pressure by opening and closing the automatic valves 9 and 10. When the pressure in the anode chamber 3 increases or the pressure in the cathode chamber 4 decreases due to blockage of the gas line after the gas generating port 22), the liquid level of the electrolytic bath 2 in the anode chamber 3 increases. May be lower than the liquid level of the electrolytic bath 2 in the cathode chamber 4. In this case, the first liquid level detecting means 5 and the second liquid level detecting means 6 provided in the anode chamber 3 and the cathode chamber 4 detect an abnormality in the liquid level.
[0031]
Normally, the pressure in the electrolytic cell 1 is maintained at the atmospheric pressure by opening and closing the automatic valves 9 and 10, and when the electrolysis is performed normally, the liquid level of the electrolytic bath 2 is determined by the first liquid level detecting means 5 and Among the five liquid level sensors S1 to S5 of the second liquid level detecting means 6, it is located between the liquid level sensors S2 and S4. However, as described above, when the liquid level of the electrolytic bath 2 in the cathode chamber 4 becomes higher than the liquid level of the electrolytic bath in the anode chamber 3, that is, the liquid level of the cathode chamber 4 becomes the second level. When the level becomes higher than the level sensor S2 of the level detecting means, the automatic valves 31 and 34 are closed. When the liquid level of the electrolytic bath 2 in the cathode chamber 4 returns to normal, the automatic valve 31 and the automatic valve 34 are opened, and the electrolysis is continued. On the other hand, even when the automatic valves 31 and 34 are closed, when the liquid level of the electrolytic bath 2 in the cathode chamber 4 increases and becomes higher than the liquid level sensor S1, the automatic valves 33 and The automatic valve 32 is also closed, interrupting the electrolysis.
[0032]
When the electrolysis is interrupted, the automatic valve 32 is opened for a short time, and the fluorine gas in the anode chamber 3 is discharged from the fluorine gas generation port 23 provided in the upper lid 17 of the electrolytic cell 1. At the same time, the automatic valve 33 is also opened for a short time, and the purge gas is introduced into the cathode chamber 4. As a result, when the liquid levels of the anode chamber 3 and the cathode chamber 4 of the electrolytic bath 2 return to the same level, the electrolysis is restarted.
[0033]
As described above, the fluorine gas generator according to the present embodiment adjusts the pressure in the electrolytic cell 1 by the pressure gauges 7 and 8 that measure the pressure in the electrolytic cell 1 and the automatic valves 9 and 10 that are linked thereto. Then, the liquid level in the electrolytic bath 2 is controlled while maintaining the inside of the electrolytic bath 1 at atmospheric pressure. When the liquid level of the electrolytic bath 2 in the electrolytic cell 1 cannot be maintained at the same level by controlling the liquid level by opening and closing the automatic valves 9 and 10, the liquid is provided in the anode chamber 3 and the cathode chamber 4. The inside of the electrolytic cell 1 is maintained at the atmospheric pressure by the first liquid level detecting means 5 and the second liquid level detecting means 6 and the automatic valves 31 to 34 which open and close in conjunction with these. As described above, the inside of the electrolytic cell 1 can be maintained at the atmospheric pressure and the liquid level of the electrolytic bath 2 can be maintained at a stable level by the two-stage control method. This eliminates the need to change the electrolysis conditions during electrolysis, and allows stable generation of fluorine gas.
[0034]
The fluorine gas generator according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be, for example, the following.
[0035]
For example, the electrolytic bath is electrolyzed using the electrolytic bath main body as a cathode, and at this time, the liquid level detecting means for detecting the liquid level of the electrolytic bath controls the liquid level of the electrolytic bath by using only one. You can also do so. Further, the position, number, and the like of the automatic valves are not particularly limited to the embodiment of the present invention.
[0036]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above. The inside of the electrolytic cell is maintained at the atmospheric pressure, and the liquid level of the electrolytic bath is detected and controlled by two systems of a pressure gauge and a liquid level detecting means. For this reason, it is possible to keep the liquid level of the electrolytic bath at a constant level, to stabilize the electrolysis conditions, and to stably generate and supply fluorine gas. In addition, since a means for mixing the fluorine gas with another gas, for example, a rare gas, is provided, a mixed gas of a rare gas and a fluorine gas having a desired mixing ratio can be obtained. It can be used in the field.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of a fluorine gas generator of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a liquid level detecting means used in the fluorine gas generator according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of a conventionally used fluorine gas generator.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 electrolytic cell 2 electrolytic bath 3 anode chamber 4 cathode chamber 5 first liquid level detecting means 6 second liquid level detecting means 7, 8 pressure gauge 9, 10 automatic valve 11 thermometer 12 temperature control means 13 heater 14 HF adsorption tower 15 HF absorption tower 16 Partition wall 17 Top lid 18, 19 Gas line 20, 21 Purge gas inlet 22, 23 Gas generation port 24 HF supply line 25 HF introduction port 26 Vacuum generator 27, 28 Gas line 29, 30 Pressure gauge 31-34 Automatic valve 35 -38 Manual valve 39-41 Flow meter 42 Compressor unit S1-S5 Liquid level sensor

Claims (7)

フッ化水素を含む混合溶融塩からなる電解浴を電気分解して高純度のフッ素ガスを生成するためのフッ素ガス発生装置であって、
隔壁によって陽極が設けられた陽極室と陰極が設けられた陰極室とに分離された電解槽と、
前記陽極室と前記陰極室内とを大気圧に維持する圧力維持手段と、
前記陽極室と前記陰極室のそれぞれの前記電解浴の液面レベルを3以上の段階で検知できる液面検知手段と、を備えたフッ素ガス発生装置。
A fluorine gas generator for electrolyzing an electrolytic bath made of a mixed molten salt containing hydrogen fluoride to generate high-purity fluorine gas,
An electrolytic cell separated into an anode chamber provided with an anode by a partition and a cathode chamber provided with a cathode,
Pressure maintaining means for maintaining the anode chamber and the cathode chamber at atmospheric pressure,
A fluorine gas generator comprising: a liquid level detecting means capable of detecting the liquid level of the electrolytic bath in each of the anode chamber and the cathode chamber in three or more stages.
前記圧力維持手段が、前記陽極室と前記陰極室にそれぞれ設けられた圧力計と連動して開閉する自動弁と、前記陽極室と前記陰極室にそれぞれ設けられた液面検知手段と連動する自動弁とで構成されている請求項1に記載のフッ素ガス発生装置。An automatic valve that opens and closes in conjunction with a pressure gauge provided in each of the anode chamber and the cathode chamber, and an automatic valve that operates in conjunction with liquid level detection means provided in each of the anode chamber and the cathode chamber. 2. The fluorine gas generator according to claim 1, comprising a valve. 電解槽内の圧力を大気圧に維持する圧力維持手段の一つである圧力計と連動して開閉する自動弁は、前記電解槽内の圧力が大気圧よりも高くなると開き、前記電解槽内のガスを排出する請求項2に記載のフッ素ガス発生装置。An automatic valve that opens and closes in conjunction with a pressure gauge, which is one of pressure maintaining means that maintains the pressure in the electrolytic cell at atmospheric pressure, opens when the pressure in the electrolytic cell becomes higher than atmospheric pressure, and opens the electrolytic cell. The fluorine gas generator according to claim 2, wherein the gas is discharged. 前記圧力計と連動して開閉する自動弁の後ろに、コンプレッサー、バキュームジェネレータのうち少なくともいずれか一つ以上が設けられ、前記圧力計と連動して開閉する自動弁の下流のガス排出ラインを減圧状態に維持している請求項1乃至3のいずれかに記載のフッ素ガス発生装置。Behind the automatic valve that opens and closes in conjunction with the pressure gauge, at least one of a compressor and a vacuum generator is provided, and a gas discharge line downstream of the automatic valve that opens and closes in conjunction with the pressure gauge is depressurized. The fluorine gas generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the fluorine gas generator is maintained in a state. 前記液面検知手段が、前記電解浴の各液面レベルを検知できる3個以上の液面センサによって構成されている請求項1に記載のフッ素ガス発生装置。2. The fluorine gas generator according to claim 1, wherein the liquid level detecting means includes three or more liquid level sensors capable of detecting each liquid level of the electrolytic bath. 3. 前記液面検知手段を有するとともに、電解槽内の圧力を検知できる圧力計を具備した請求項1乃至5に記載のフッ素ガス発生装置。The fluorine gas generator according to any one of claims 1 to 5, further comprising a pressure gauge having the liquid level detecting means and capable of detecting a pressure in an electrolytic cell. 前記液面検知手段に連動して開閉する前記自動弁の開閉により電解槽内に供給されるガスが、希ガスまたは窒素ガスである請求項1又は2に記載のフッ素ガス発生装置。The fluorine gas generator according to claim 1, wherein the gas supplied into the electrolytic cell by opening and closing the automatic valve that opens and closes in conjunction with the liquid level detection unit is a rare gas or a nitrogen gas.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004043885A (en) * 2002-07-11 2004-02-12 L'air Liquide Sa Pour L'etude & L'exploitation Des Procedes Georges Claude Fluorine gas-generating apparatus
JP2006111900A (en) * 2004-10-13 2006-04-27 Toyo Tanso Kk Gas generator and method for controlling temperature in piping of gas generator
WO2007023615A1 (en) * 2005-08-25 2007-03-01 Toyo Tanso Co., Ltd. Fluorogas generator
WO2007083740A1 (en) 2006-01-20 2007-07-26 Toyo Tanso Co., Ltd. Electrolytic apparatus for producing fluorine or nitrogen trifluoride
JP2010189675A (en) * 2009-02-16 2010-09-02 Toyo Tanso Kk Gas generator and gas generating method
JP2010215932A (en) * 2009-03-13 2010-09-30 Toyo Tanso Kk Gas generation apparatus
WO2011121929A1 (en) * 2010-03-29 2011-10-06 東洋炭素株式会社 Gas generator
WO2011129057A1 (en) * 2010-04-14 2011-10-20 東洋炭素株式会社 Gas generation device and gas generation method
CN111850597A (en) * 2020-06-15 2020-10-30 中船重工(邯郸)派瑞特种气体有限公司 Electrochemical fluorination external circulation electrolysis system
CN112342560A (en) * 2020-09-30 2021-02-09 中船重工(邯郸)派瑞特种气体有限公司 Novel fluorine-making electrolytic cell liquid level control device and control method
CN112752869A (en) * 2018-10-24 2021-05-04 昭和电工株式会社 Fluorine gas production device
CN115747833A (en) * 2022-11-01 2023-03-07 福建德尔科技股份有限公司 Highly integrated high purity fluorine gas supply system

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004043885A (en) * 2002-07-11 2004-02-12 L'air Liquide Sa Pour L'etude & L'exploitation Des Procedes Georges Claude Fluorine gas-generating apparatus
JP4494158B2 (en) * 2004-10-13 2010-06-30 東洋炭素株式会社 Gas generator and method for adjusting piping temperature of gas generator
JP2006111900A (en) * 2004-10-13 2006-04-27 Toyo Tanso Kk Gas generator and method for controlling temperature in piping of gas generator
WO2007023615A1 (en) * 2005-08-25 2007-03-01 Toyo Tanso Co., Ltd. Fluorogas generator
US8366886B2 (en) 2005-08-25 2013-02-05 Toyo Tanso Co., Ltd. Fluorogas generator
JP4777989B2 (en) * 2005-08-25 2011-09-21 東洋炭素株式会社 Fluorine gas generator
US8419921B2 (en) 2006-01-20 2013-04-16 Toyo Tanso Co., Ltd. Electrolytic apparatus for producing fluorine or nitrogen trifluoride
US8142623B2 (en) 2006-01-20 2012-03-27 Toyo Tanso Co., Ltd. Electrolytic apparatus for producing fluorine or nitrogen trifluoride
JP4717083B2 (en) * 2006-01-20 2011-07-06 東洋炭素株式会社 Electrolytic apparatus for producing fluorine or nitrogen trifluoride
EP1847634A4 (en) * 2006-01-20 2008-08-27 Toyo Tanso Co Electrolytic apparatus for producing fluorine or nitrogen trifluoride
WO2007083740A1 (en) 2006-01-20 2007-07-26 Toyo Tanso Co., Ltd. Electrolytic apparatus for producing fluorine or nitrogen trifluoride
US8419908B2 (en) 2006-01-20 2013-04-16 Toyo Tanso Co., Ltd. Electrolytic apparatus for producing fluorine or nitrogen trifluoride
EP1847634A1 (en) * 2006-01-20 2007-10-24 Toyo Tanso Co., Ltd. Electrolytic apparatus for producing fluorine or nitrogen trifluoride
JP2010189675A (en) * 2009-02-16 2010-09-02 Toyo Tanso Kk Gas generator and gas generating method
JP2010215932A (en) * 2009-03-13 2010-09-30 Toyo Tanso Kk Gas generation apparatus
WO2011121929A1 (en) * 2010-03-29 2011-10-06 東洋炭素株式会社 Gas generator
JP2011208192A (en) * 2010-03-29 2011-10-20 Toyo Tanso Kk Gas generator
US8974647B2 (en) 2010-03-29 2015-03-10 Toyo Tanso Co., Ltd. Gas generation device
JP2011219847A (en) * 2010-04-14 2011-11-04 Toyo Tanso Kk Gas generation apparatus and gas generation method
WO2011129057A1 (en) * 2010-04-14 2011-10-20 東洋炭素株式会社 Gas generation device and gas generation method
CN112752869A (en) * 2018-10-24 2021-05-04 昭和电工株式会社 Fluorine gas production device
CN111850597A (en) * 2020-06-15 2020-10-30 中船重工(邯郸)派瑞特种气体有限公司 Electrochemical fluorination external circulation electrolysis system
CN111850597B (en) * 2020-06-15 2022-08-05 中船(邯郸)派瑞特种气体股份有限公司 Electrochemical fluorination external circulation electrolysis system
CN112342560A (en) * 2020-09-30 2021-02-09 中船重工(邯郸)派瑞特种气体有限公司 Novel fluorine-making electrolytic cell liquid level control device and control method
CN115747833A (en) * 2022-11-01 2023-03-07 福建德尔科技股份有限公司 Highly integrated high purity fluorine gas supply system
CN115747833B (en) * 2022-11-01 2023-09-22 福建德尔科技股份有限公司 High-integration-level high-purity fluorine gas supply system

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