JP2004169123A - フッ素ガス発生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】フッ素ガス発生装置のＨＦの供給停止時または非常時においても、電解浴が上流ラインを腐食せず、且つライン内にＨＦが残留しないようにする。
【解決手段】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フッ素ガスを発生させるためのフッ素ガス発生装置であって、前記電解浴中にフッ化水素ガスを供給するフッ化水素ガス供給ラインと、前記フッ化水素ガス供給ライン上に配置され、前記フッ化水素ガスの供給停止時に閉鎖される第１の自動弁と、前記フッ化水素ガスの供給停止時において、前記フッ化水素ガス供給ラインの前記第１の自動弁より下流側のライン内に残存するフッ化水素ガスを排除して不活性ガスに置換する不活性ガス置換手段とを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】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フッ素ガスを発生させるためのフッ素ガス発生装置であって、前記電解浴中にフッ化水素ガスを供給するフッ化水素ガス供給ラインと、前記フッ化水素ガス供給ライン上に配置され、前記フッ化水素ガスの供給停止時に閉鎖される第１の自動弁と、前記フッ化水素ガスの供給停止時において、前記フッ化水素ガス供給ラインの前記第１の自動弁より下流側のライン内に残存するフッ化水素ガスを排除して不活性ガスに置換する不活性ガス置換手段とを備える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フッ素ガス発生装置に関し、特に半導体等の製造工程に使用される不純物の極めて少ない高純度フッ素ガスを発生させる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、ＮＦ３ガスという。）等を合成し、これを半導体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ＮＦ３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ＮＦ３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４に示すような電解槽によって発生させている。図４はフッ素ガス発生装置の模式図である。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が配設されている。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を発生させている。なお、発生したフッ素ガスは、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。フッ素ガスの発生により電解浴の液面が低下してきた時は、電解槽の外部から陰極室の電解浴中まで延びるフッ化水素ガス（以下、ＨＦという。）供給ラインに接続されるＨＦ供給口２１３から電解浴中に直接ＨＦが供給される。ＨＦの供給は図示しない電解浴の液面の高さを監視するセンサと連動してなされる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特表平９−５０５８５３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなフッ素ガス発生装置において、ＨＦ供給停止の場合は、ＨＦ供給ライン上に配置される弁が遮断されることによりＨＦ供給ライン内の弁より下流側が負圧となり、ＨＦ供給口２１３を介してＨＦ供給ライン内にまで電解浴が流れ込み、ライン内部が電解浴の固化により閉塞する。電解浴により閉塞したラインは全て交換しなければならず、装置の復旧に時間やコストがかかる。
【０００７】
さらに、ＨＦ自体も腐食性の高い気体であり、ライン上に取り付けられた様々な機器の保護のため、ＨＦとの接触時間を可能な限り短くしなければならない。
【０００８】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、フッ素ガス発生装置の緊急停止時またはＨＦの供給停止時においても、電解浴が上流ラインに流れ込んで固化してライン内が閉塞することなく、かつライン内にＨＦが残留しないフッ素ガス発生装置を提供することにある。
【０００９】
【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フッ素ガスを発生させるためのフッ素ガス発生装置であって、前記電解浴中にフッ化水素ガスを供給するフッ化水素ガス供給ラインと、前記フッ化水素ガス供給ライン上に配置され、前記フッ化水素ガスの供給停止時に閉鎖される第１の自動弁と、前記フッ化水素ガスの供給停止時において、前記フッ化水素ガス供給ラインの前記第１の自動弁より下流側のライン内に残存するフッ化水素ガスを排除して不活性ガスに置換する不活性ガス置換手段とを備えていることを特徴とする。
この構成によると、フッ素ガス発生装置がＨＦの供給を停止した場合に、ＨＦ供給ラインの第１の自動弁より下流側のライン内に残存するＨＦを不活性ガスに置換するので、ＨＦ供給ライン内が負圧にならない。したがって、ＨＦ供給ラインに電解浴が流れ込まず、電解浴の固化によるライン内の閉塞を防止できるとともに、不活性ガスに置換されたライン上に取り付けられている機器をＨＦから保護することができる。なお、不活性ガスとしては、Ｎ２、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ（キセノン）、Ｒｎ（ラドン）が例示できるが、これらのガスに限定されるものではない。
【００１０】
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、前記不活性ガス置換手段が、前記フッ化水素ガスの供給停止を検出する検出手段と、前記第１の自動弁より下流側の前記フッ化水素ガス供給ラインに不活性ガスを供給する不活性ガス供給ラインと、前記不活性ガス供給ライン上に配置され、前記検出手段と連動して開閉し、前記フッ化水素ガス供給ラインの前記第１の自動弁より下流側のライン内に前記不活性ガスを供給する第２の自動弁と、を備えるものである。
この構成によると、フッ素ガス発生装置がＨＦの供給を停止した場合に、自動的にＨＦ供給ラインの第１の自動弁より下流側のライン内に残存するＨＦを不活性ガスに置換するので、ＨＦ供給ライン内が負圧にならない。したがって、ＨＦ供給ラインに電解浴が流れ込まず、電解浴の固化によるライン内の閉塞を確実に防止するとともに、不活性ガスに置換されたライン上に取り付けられている機器をＨＦから保護することができる。
【００１１】
請求項３に記載のフッ素ガス発生装置は、請求項１または２において、前記不活性ガス供給ラインが、供給する不活性ガスを貯蔵する不活性ガス貯蔵タンクを備えることを特徴とする。
この構成によると、装置内に不活性ガス貯蔵タンクを備えるため、外部からの不活性ガスの供給が不安定、あるいは停止した場合であっても安定した圧力で一定量の不活性ガスをＨＦ供給ラインに供給することができる。
【００１２】
請求項４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フッ素ガスを発生させるためのフッ素ガス発生装置であって、前記電解浴中にフッ化水素ガスを供給するフッ化水素ガス供給ラインと、前記フッ化水素ガス供給ライン上に配置され、前記フッ化水素ガスの供給停止時に閉鎖される第１の自動弁と、前記フッ化水素ガスの非常時において、前記フッ化水素ガス供給ラインの前記第１の自動弁より下流側のライン内に残存するフッ化水素ガスを排除して不活性ガスに置換する不活性ガス置換手段とを備えていることを特徴とする。
この構成によると、フッ素ガス発生装置が緊急停止ボタンが押される等の非常時の場合に、ＨＦ供給ラインの第１の自動弁より下流側のライン内に残存するＨＦを不活性ガスに置換するので、ＨＦ供給ライン内が負圧にならない。したがってＨＦ供給ラインに電解浴が流れ込まず、ＨＦの固化によるライン内の閉塞を防止するとともに、不活性ガスに置換されたライン上に取り付けられている機器をＨＦから保護する効果を得る事ができる。
【００１３】
請求項５に記載のフッ素ガス発生装置は、請求項４において、前記不活性ガス供給ラインが、供給する不活性ガスを貯蔵する不活性ガス貯蔵タンクを備えることを特徴とする。
この構成によると、装置内に不活性ガス貯蔵タンクを備えるため、非常時に外部からの不活性ガスの供給が遮断された場合であっても一定量の不活性ガスをＨＦ供給ラインに供給することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るフッ素ガス発生装置の実施の形態例を図１、図２を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、本実施の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は陰極室である。５は陽極室の液面高さを検知する第１液面検知手段である。６は陰極室の液面高さを検知する第２液面検知手段である。２２は陽極室３から発生するフッ素ガスの発生口であり、２３は陰極室４から発生する水素ガスの発生口であり、２４は電解槽１にＨＦを供給するＨＦ供給ラインである。８１はＨＦ供給ライン上に配置された第１自動弁（第１の自動弁）であり，８２はＨＦ供給ライン上に配置された自動弁であり、８３はＨＦ供給ライン２４内を通過するＨＦの流量を監視している流量計である。ここで自動弁とは電磁弁等のように外部からの信号により開閉される弁である。８４はＨＦの圧力を計測する圧力計である。９１はＨＦ供給ライン２４に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ラインであり、９２は不活性ガス供給ラインに不活性ガスを供給する不活性ガス貯蔵タンクであり、７３は不活性ガス供給ライン９１上に配置された第２自動弁（第２の自動弁）であり、７４は不活性ガス供給ライン９１上に配置された自動弁である。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を除害する除害塔であり、１５は陽極室３から排出されるＦ２とＨＦとの混合ガス中からＨＦを除害してフッ素ガスを排出するＨＦ除害塔である。
【００１６】
さらに図示しないものとして、ＨＦの供給停止を検知するＨＦ供給停止検知装置（検知手段）を備えている。また、不活性ガス供給ライン９１と、不活性ガス貯蔵タンク９２と、第２自動弁７３と、自動弁８２と、自動弁７４と、ＨＦ供給停止検知装置とで不活性ガス置換手段が構成される。不活性ガス貯蔵タンク９２を有するラインと、通常の不活性ガス供給ライン９１とは別々に設けることができるし、同一供給ライン上に不活性ガス貯蔵タンク９２を設けることもできる。ライン上には圧力計、及び減圧弁を設けることが好ましい。
【００１７】
電解槽１は、Ｎｉ、モネル、純鉄、ステンレス鋼等の金属または合金で形成されている。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、陽極５１が配置されている。そして、陰極室４には、陰極５２が設けられている。なお、陽極には低分極性炭素電極を使用することが好ましい。また、陰極としては、Ｎｉ等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図示しないガスラインからのパージガス出入口と、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、ステンレス鋼、ハステロイ等のフッ素ガスに対して耐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、第１液面検知手段５及び第２液面検知手段６とが設けられている。
【００１８】
図２は、図１におけるＨＦ供給ライン周辺の拡大図である。ＨＦ供給ライン２４は、フッ素ガス発生装置の外部にあるＨＦ供給源と接続され、その接続部から電解槽１に配置されるＨＦ導入口２５との接続部まで伸びている。電解槽１の近傍において、ＨＦ供給ライン２４には上流側から下流側に向かって順に第１自動弁８１、流量計８３、自動弁８２、圧力計８４が配置されている。第１自動弁８１はＨＦ供給停止検知装置と連動して開閉することで電解槽１に対するＨＦの供給を遮断する。流量計８３はＨＦ供給ラインを介して電解槽１に供給されているＨＦの流量を監視している。自動弁８２は、第１液面検知手段及び第２液面検知手段により電解浴の液面の低下を検知し、電解浴にＨＦの供給を行うように開閉する。また、ＨＦ供給ライン２４はＨＦの液化を防ぐための温度調整用ヒーターに覆われている。
【００１９】
不活性ガス供給ライン９１は、フッ素ガス発生装置の外部にある不活性ガス供給源と接続され、その接続部から不活性ガス貯蔵タンク９２を介して電解槽１の近傍まで伸び、その電解槽１の近傍において２本に分岐する。分岐した２本の不活性ガス供給ライン９１は、ＨＦ供給ライン２４上に配置される第１自動弁８１と流量計８３との間にあるＨＦ供給ライン２４との上流側接続部と、自動弁８２と圧力計８４との間にあるＨＦ供給ライン２４との下流側接続部とにそれぞれ接続される。第２自動弁７３は、分岐した不活性ガス供給ライン９１上の上流側接続部近くに配置されている。自動弁７４は、不活性ガス供給ライン９１上の下流側接続部近くに配置されている。不活性ガス貯蔵タンク９２の入力は不活性ガス供給源から常時不活性ガスの供給を受けており、不活性ガス貯蔵タンクの出力からは常に一定の圧力で安定した不活性ガスを不活性ガス供給ライン９１に供給する。
なお、不活性ガス供給ライン９１は上述した構成だけでなく図３に示すような構成でもよい。図３は、図２の供給ラインの変形例である。例えば図３（ａ）のように、第２自動弁７３、自動弁７４を設けず逆止弁を介して直接ＨＦ供給ライン２４の第１自動弁８１より下流側に接続するような構成でもよい。この場合、第１自動弁８１より下流側の圧力が不活性ガス供給ライン９１内の圧力より低い時だけ不活性ガスが供給される。逆に圧力が高い時は逆止弁により不活性ガス供給ライン９１への逆流を防止する。また、図３（ｂ）のように図３（ａ）における逆止弁の換わりに第２自動弁７３を設け、その下流側に流量計８３を設けるような構成でもよい。この場合、ＨＦの供給はＨＦ供給ライン２４内に圧力をかけて行う。ＨＦ供給中は第２自動弁７３が閉じ、ＨＦの供給が停止すると流量計と連動して第２自動弁７３が開き残留したＨＦが不活性ガスと置換される。また、図３（ｃ）のように不活性ガス供給ライン９１をＨＦ供給ライン２４の第１自動弁８１の下流側に接続して不活性ガスを常時供給するようにし、混合効果により、ライン中にＮ２を導入しライン中のＨＦを排出するような構成でもよい。この場合、ＨＦの供給が停止されてもそのまま不活性ガスの供給が継続し、ライン内に残留したＨＦが不活性ガスに置換される。
【００２０】
次に、本実施形態例であるフッ素ガス発生装置の通常運転時における電解浴へのＨＦの供給動作について説明する。電気分解により電解浴中の反応が進むことによってフッ素ガスを得ると同時に電解浴を消費する。電解浴の消費は第１液面検知手段５及び第２液面検知手段６により電解浴の液面の低下を監視することで検知する。電解浴の規定量の消費を検知するとＨＦの供給動作を行う。具体的には、ＨＦ供給ライン２４の上流側接続部に接続される不活性ガス供給ライン９１上に配置される第２自動弁７３を閉じ、ＨＦ供給ライン上に配置されている第１自動弁８１、自動弁８２、ＨＦ供給ライン２４の下流側接続部に接続される不活性ガス供給ライン９１上に配置される自動弁７４を開く。これにより、不活性ガス貯蔵タンク９２から供給される一定圧の不活性ガスが、ＨＦ供給ライン２４と不活性ガス供給ライン９１との下流側接続部からＨＦ供給ライン２４内の自動弁８２より下流側に供給される。ＨＦ供給ライン２４に供給された不活性ガスがキャリアガスとなってＨＦ供給ライン内のＨＦを電解浴に供給する。電解浴に供給されたＨＦの量は流量計８３により計測される。
【００２１】
ＨＦが供給されることにより電解浴が規定量上昇すると、第１液面検知手段５及び第２液面検知手段６を介してＨＦ供給停止装置により検知し、ＨＦの供給停止動作を行う。具体的には、第１自動弁８１が閉じてＨＦの供給を遮断し、自動弁８２と第２自動弁７３が開き、自動弁７４が閉じることにより、ＨＦ供給ライン２４と不活性ガス供給ライン９１との上流側接続部から、ＨＦ供給ライン２４内の第１自動弁８１より下流側に、不活性ガス貯蔵タンク９２から供給される一定圧の不活性ガスが供給され、第１自動弁８１より下流側のＨＦが不活性ガスに置換される。これにより、ＨＦ供給ライン２４内に残留したＨＦを全て電解槽１に送り出すことができるとともにライン内の圧力を維持することができる。また、常に電解槽１に供給されることになる不活性ガスは発生する水素とともにガス発生口２３から排出される。
【００２２】
次に、非常時におけるフッ素ガス発生装置の電解浴へのＨＦの供給動作について説明する。フッ素ガス発生装置の非常時においては、ＨＦ供給停止装置により、ＨＦの供給停止動作を行う。具体的には、第１自動弁８１が閉じてＨＦの供給を遮断し、自動弁８２と第２自動弁７３が開き、自動弁７４が閉じることにより、ＨＦ供給ライン２４と不活性ガス供給ライン９１との上流側接続部から、ＨＦ供給ライン２４内の第１自動弁８１より下流側に、不活性ガス貯蔵タンク９２から供給される一定圧の不活性ガスが供給され、第１自動弁８１より下流側のＨＦが不活性ガスに置換される。これにより、ＨＦ供給ライン２４内に残留したＨＦを全て電解槽１に送り出すことができる。不活性ガス貯蔵タンク９２には不活性ガス供給源から不活性ガスの供給が遮断された場合でもＨＦ供給ライン２４内に残留したＨＦを電解槽１に送り出し、ライン内のＨＦから不活性ガスに置換するために十分な量の不活性ガスを貯蔵している。
【００２３】
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、ＨＦ供給ラインに不活性ガスを供給することでＨＦのキャリアガスとして作用するとともに、ＨＦ供給停止時や非常時に、閉じられた第１自動弁より下流側のＨＦ供給ライン内のＨＦを不活性ガスに置換する。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態例について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示したように様々な設計変更が可能なものである。例えば、実施の形態では、第２自動弁７３は緊急停止検知装置と連動して開くような構成であるが、常時開いておくような構成にしてもよい。なお、この構成によるとＨＦ供給停止時においても第１自動弁８１を開閉するだけでよく、分岐した下流側の不活性ガス供給ライン９１と第３自動弁と自動弁７４とは不要になる。
【００２５】
また、上述の実施の形態では不活性ガス貯蔵タンク９２により不活性ガスの供給を安定させているが、外部から安定した不活性ガスの供給を受けることで不活性貯蔵タンク９２を備えない構成でもよい。
【００２６】
本発明の実施の形態は以上のように構成され、フッ素ガス発生装置のＨＦの供給停止時、または非常時において、第１自動弁８１が閉じ、自動弁８２が開き、自動弁７４が閉じて第２自動弁７３が開き、ＨＦガス供給ライン２４内の第１自動弁８１より下流側に不活性ガスが供給される。これによりＨＦの供給を停止しても第１自動弁８１より下流側が負圧になることがなく、電解浴がＨＦガス供給ライン２４内に流れ込むことがない。また、ＨＦ供給時以外はＨＦが不活性ガスに置換されているためライン上に配置された流量計８３、圧力計８４等の装置がＨＦと接触する時間を少なくすることができる。
【００２７】
また、不活性ガス貯蔵タンク９２を備えていることで、不活性ガス供給源からの供給が不安定、あるいは供給そのものが停止した場合であっても安定してＨＦ供給ライン２４に不活性ガスを供給することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によると、電解槽へのＨＦの供給が停止した場合でも、ＨＦ供給ラインのＨＦの供給を遮断する自動弁より下流側のライン内に残存するＨＦを不活性ガスに置換することにより、ＨＦ供給ライン内が負圧にならない。これによりＨＦ供給ラインに電解浴が流れ込むのを防止するとともに、不活性ガスに置換されたライン上に取り付けられている機器をＨＦから保護する効果を得る事ができる。
【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】図１におけるＨＦ供給ライン周辺の拡大図である。
【図３】図２における不活性ガス供給ラインの変形例である。
【図４】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 自動弁
１２ 温水加熱装置
１４、１５ ＨＦ除害塔
１６ 隔壁
２２、２３ ガス発生口
２４ ＨＦ供給ライン
２５ ＨＦ導入口
３１〜３４、８４ 圧力計
５１ 陽極
５２ 陰極
６５、６６ 手動弁
７３ 第２自動弁
７４、８２ 自動弁
８１ 第１自動弁
８３、８５ 流量計
９１ 不活性ガス供給ライン
９２ 不活性ガス貯蔵タンク
【発明の属する技術分野】
本発明は、フッ素ガス発生装置に関し、特に半導体等の製造工程に使用される不純物の極めて少ない高純度フッ素ガスを発生させる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、ＮＦ３ガスという。）等を合成し、これを半導体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ＮＦ３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ＮＦ３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４に示すような電解槽によって発生させている。図４はフッ素ガス発生装置の模式図である。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が配設されている。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を発生させている。なお、発生したフッ素ガスは、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。フッ素ガスの発生により電解浴の液面が低下してきた時は、電解槽の外部から陰極室の電解浴中まで延びるフッ化水素ガス（以下、ＨＦという。）供給ラインに接続されるＨＦ供給口２１３から電解浴中に直接ＨＦが供給される。ＨＦの供給は図示しない電解浴の液面の高さを監視するセンサと連動してなされる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特表平９−５０５８５３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなフッ素ガス発生装置において、ＨＦ供給停止の場合は、ＨＦ供給ライン上に配置される弁が遮断されることによりＨＦ供給ライン内の弁より下流側が負圧となり、ＨＦ供給口２１３を介してＨＦ供給ライン内にまで電解浴が流れ込み、ライン内部が電解浴の固化により閉塞する。電解浴により閉塞したラインは全て交換しなければならず、装置の復旧に時間やコストがかかる。
【０００７】
さらに、ＨＦ自体も腐食性の高い気体であり、ライン上に取り付けられた様々な機器の保護のため、ＨＦとの接触時間を可能な限り短くしなければならない。
【０００８】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、フッ素ガス発生装置の緊急停止時またはＨＦの供給停止時においても、電解浴が上流ラインに流れ込んで固化してライン内が閉塞することなく、かつライン内にＨＦが残留しないフッ素ガス発生装置を提供することにある。
【０００９】
【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フッ素ガスを発生させるためのフッ素ガス発生装置であって、前記電解浴中にフッ化水素ガスを供給するフッ化水素ガス供給ラインと、前記フッ化水素ガス供給ライン上に配置され、前記フッ化水素ガスの供給停止時に閉鎖される第１の自動弁と、前記フッ化水素ガスの供給停止時において、前記フッ化水素ガス供給ラインの前記第１の自動弁より下流側のライン内に残存するフッ化水素ガスを排除して不活性ガスに置換する不活性ガス置換手段とを備えていることを特徴とする。
この構成によると、フッ素ガス発生装置がＨＦの供給を停止した場合に、ＨＦ供給ラインの第１の自動弁より下流側のライン内に残存するＨＦを不活性ガスに置換するので、ＨＦ供給ライン内が負圧にならない。したがって、ＨＦ供給ラインに電解浴が流れ込まず、電解浴の固化によるライン内の閉塞を防止できるとともに、不活性ガスに置換されたライン上に取り付けられている機器をＨＦから保護することができる。なお、不活性ガスとしては、Ｎ２、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ（キセノン）、Ｒｎ（ラドン）が例示できるが、これらのガスに限定されるものではない。
【００１０】
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、前記不活性ガス置換手段が、前記フッ化水素ガスの供給停止を検出する検出手段と、前記第１の自動弁より下流側の前記フッ化水素ガス供給ラインに不活性ガスを供給する不活性ガス供給ラインと、前記不活性ガス供給ライン上に配置され、前記検出手段と連動して開閉し、前記フッ化水素ガス供給ラインの前記第１の自動弁より下流側のライン内に前記不活性ガスを供給する第２の自動弁と、を備えるものである。
この構成によると、フッ素ガス発生装置がＨＦの供給を停止した場合に、自動的にＨＦ供給ラインの第１の自動弁より下流側のライン内に残存するＨＦを不活性ガスに置換するので、ＨＦ供給ライン内が負圧にならない。したがって、ＨＦ供給ラインに電解浴が流れ込まず、電解浴の固化によるライン内の閉塞を確実に防止するとともに、不活性ガスに置換されたライン上に取り付けられている機器をＨＦから保護することができる。
【００１１】
請求項３に記載のフッ素ガス発生装置は、請求項１または２において、前記不活性ガス供給ラインが、供給する不活性ガスを貯蔵する不活性ガス貯蔵タンクを備えることを特徴とする。
この構成によると、装置内に不活性ガス貯蔵タンクを備えるため、外部からの不活性ガスの供給が不安定、あるいは停止した場合であっても安定した圧力で一定量の不活性ガスをＨＦ供給ラインに供給することができる。
【００１２】
請求項４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フッ素ガスを発生させるためのフッ素ガス発生装置であって、前記電解浴中にフッ化水素ガスを供給するフッ化水素ガス供給ラインと、前記フッ化水素ガス供給ライン上に配置され、前記フッ化水素ガスの供給停止時に閉鎖される第１の自動弁と、前記フッ化水素ガスの非常時において、前記フッ化水素ガス供給ラインの前記第１の自動弁より下流側のライン内に残存するフッ化水素ガスを排除して不活性ガスに置換する不活性ガス置換手段とを備えていることを特徴とする。
この構成によると、フッ素ガス発生装置が緊急停止ボタンが押される等の非常時の場合に、ＨＦ供給ラインの第１の自動弁より下流側のライン内に残存するＨＦを不活性ガスに置換するので、ＨＦ供給ライン内が負圧にならない。したがってＨＦ供給ラインに電解浴が流れ込まず、ＨＦの固化によるライン内の閉塞を防止するとともに、不活性ガスに置換されたライン上に取り付けられている機器をＨＦから保護する効果を得る事ができる。
【００１３】
請求項５に記載のフッ素ガス発生装置は、請求項４において、前記不活性ガス供給ラインが、供給する不活性ガスを貯蔵する不活性ガス貯蔵タンクを備えることを特徴とする。
この構成によると、装置内に不活性ガス貯蔵タンクを備えるため、非常時に外部からの不活性ガスの供給が遮断された場合であっても一定量の不活性ガスをＨＦ供給ラインに供給することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るフッ素ガス発生装置の実施の形態例を図１、図２を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、本実施の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は陰極室である。５は陽極室の液面高さを検知する第１液面検知手段である。６は陰極室の液面高さを検知する第２液面検知手段である。２２は陽極室３から発生するフッ素ガスの発生口であり、２３は陰極室４から発生する水素ガスの発生口であり、２４は電解槽１にＨＦを供給するＨＦ供給ラインである。８１はＨＦ供給ライン上に配置された第１自動弁（第１の自動弁）であり，８２はＨＦ供給ライン上に配置された自動弁であり、８３はＨＦ供給ライン２４内を通過するＨＦの流量を監視している流量計である。ここで自動弁とは電磁弁等のように外部からの信号により開閉される弁である。８４はＨＦの圧力を計測する圧力計である。９１はＨＦ供給ライン２４に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ラインであり、９２は不活性ガス供給ラインに不活性ガスを供給する不活性ガス貯蔵タンクであり、７３は不活性ガス供給ライン９１上に配置された第２自動弁（第２の自動弁）であり、７４は不活性ガス供給ライン９１上に配置された自動弁である。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を除害する除害塔であり、１５は陽極室３から排出されるＦ２とＨＦとの混合ガス中からＨＦを除害してフッ素ガスを排出するＨＦ除害塔である。
【００１６】
さらに図示しないものとして、ＨＦの供給停止を検知するＨＦ供給停止検知装置（検知手段）を備えている。また、不活性ガス供給ライン９１と、不活性ガス貯蔵タンク９２と、第２自動弁７３と、自動弁８２と、自動弁７４と、ＨＦ供給停止検知装置とで不活性ガス置換手段が構成される。不活性ガス貯蔵タンク９２を有するラインと、通常の不活性ガス供給ライン９１とは別々に設けることができるし、同一供給ライン上に不活性ガス貯蔵タンク９２を設けることもできる。ライン上には圧力計、及び減圧弁を設けることが好ましい。
【００１７】
電解槽１は、Ｎｉ、モネル、純鉄、ステンレス鋼等の金属または合金で形成されている。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、陽極５１が配置されている。そして、陰極室４には、陰極５２が設けられている。なお、陽極には低分極性炭素電極を使用することが好ましい。また、陰極としては、Ｎｉ等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図示しないガスラインからのパージガス出入口と、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、ステンレス鋼、ハステロイ等のフッ素ガスに対して耐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、第１液面検知手段５及び第２液面検知手段６とが設けられている。
【００１８】
図２は、図１におけるＨＦ供給ライン周辺の拡大図である。ＨＦ供給ライン２４は、フッ素ガス発生装置の外部にあるＨＦ供給源と接続され、その接続部から電解槽１に配置されるＨＦ導入口２５との接続部まで伸びている。電解槽１の近傍において、ＨＦ供給ライン２４には上流側から下流側に向かって順に第１自動弁８１、流量計８３、自動弁８２、圧力計８４が配置されている。第１自動弁８１はＨＦ供給停止検知装置と連動して開閉することで電解槽１に対するＨＦの供給を遮断する。流量計８３はＨＦ供給ラインを介して電解槽１に供給されているＨＦの流量を監視している。自動弁８２は、第１液面検知手段及び第２液面検知手段により電解浴の液面の低下を検知し、電解浴にＨＦの供給を行うように開閉する。また、ＨＦ供給ライン２４はＨＦの液化を防ぐための温度調整用ヒーターに覆われている。
【００１９】
不活性ガス供給ライン９１は、フッ素ガス発生装置の外部にある不活性ガス供給源と接続され、その接続部から不活性ガス貯蔵タンク９２を介して電解槽１の近傍まで伸び、その電解槽１の近傍において２本に分岐する。分岐した２本の不活性ガス供給ライン９１は、ＨＦ供給ライン２４上に配置される第１自動弁８１と流量計８３との間にあるＨＦ供給ライン２４との上流側接続部と、自動弁８２と圧力計８４との間にあるＨＦ供給ライン２４との下流側接続部とにそれぞれ接続される。第２自動弁７３は、分岐した不活性ガス供給ライン９１上の上流側接続部近くに配置されている。自動弁７４は、不活性ガス供給ライン９１上の下流側接続部近くに配置されている。不活性ガス貯蔵タンク９２の入力は不活性ガス供給源から常時不活性ガスの供給を受けており、不活性ガス貯蔵タンクの出力からは常に一定の圧力で安定した不活性ガスを不活性ガス供給ライン９１に供給する。
なお、不活性ガス供給ライン９１は上述した構成だけでなく図３に示すような構成でもよい。図３は、図２の供給ラインの変形例である。例えば図３（ａ）のように、第２自動弁７３、自動弁７４を設けず逆止弁を介して直接ＨＦ供給ライン２４の第１自動弁８１より下流側に接続するような構成でもよい。この場合、第１自動弁８１より下流側の圧力が不活性ガス供給ライン９１内の圧力より低い時だけ不活性ガスが供給される。逆に圧力が高い時は逆止弁により不活性ガス供給ライン９１への逆流を防止する。また、図３（ｂ）のように図３（ａ）における逆止弁の換わりに第２自動弁７３を設け、その下流側に流量計８３を設けるような構成でもよい。この場合、ＨＦの供給はＨＦ供給ライン２４内に圧力をかけて行う。ＨＦ供給中は第２自動弁７３が閉じ、ＨＦの供給が停止すると流量計と連動して第２自動弁７３が開き残留したＨＦが不活性ガスと置換される。また、図３（ｃ）のように不活性ガス供給ライン９１をＨＦ供給ライン２４の第１自動弁８１の下流側に接続して不活性ガスを常時供給するようにし、混合効果により、ライン中にＮ２を導入しライン中のＨＦを排出するような構成でもよい。この場合、ＨＦの供給が停止されてもそのまま不活性ガスの供給が継続し、ライン内に残留したＨＦが不活性ガスに置換される。
【００２０】
次に、本実施形態例であるフッ素ガス発生装置の通常運転時における電解浴へのＨＦの供給動作について説明する。電気分解により電解浴中の反応が進むことによってフッ素ガスを得ると同時に電解浴を消費する。電解浴の消費は第１液面検知手段５及び第２液面検知手段６により電解浴の液面の低下を監視することで検知する。電解浴の規定量の消費を検知するとＨＦの供給動作を行う。具体的には、ＨＦ供給ライン２４の上流側接続部に接続される不活性ガス供給ライン９１上に配置される第２自動弁７３を閉じ、ＨＦ供給ライン上に配置されている第１自動弁８１、自動弁８２、ＨＦ供給ライン２４の下流側接続部に接続される不活性ガス供給ライン９１上に配置される自動弁７４を開く。これにより、不活性ガス貯蔵タンク９２から供給される一定圧の不活性ガスが、ＨＦ供給ライン２４と不活性ガス供給ライン９１との下流側接続部からＨＦ供給ライン２４内の自動弁８２より下流側に供給される。ＨＦ供給ライン２４に供給された不活性ガスがキャリアガスとなってＨＦ供給ライン内のＨＦを電解浴に供給する。電解浴に供給されたＨＦの量は流量計８３により計測される。
【００２１】
ＨＦが供給されることにより電解浴が規定量上昇すると、第１液面検知手段５及び第２液面検知手段６を介してＨＦ供給停止装置により検知し、ＨＦの供給停止動作を行う。具体的には、第１自動弁８１が閉じてＨＦの供給を遮断し、自動弁８２と第２自動弁７３が開き、自動弁７４が閉じることにより、ＨＦ供給ライン２４と不活性ガス供給ライン９１との上流側接続部から、ＨＦ供給ライン２４内の第１自動弁８１より下流側に、不活性ガス貯蔵タンク９２から供給される一定圧の不活性ガスが供給され、第１自動弁８１より下流側のＨＦが不活性ガスに置換される。これにより、ＨＦ供給ライン２４内に残留したＨＦを全て電解槽１に送り出すことができるとともにライン内の圧力を維持することができる。また、常に電解槽１に供給されることになる不活性ガスは発生する水素とともにガス発生口２３から排出される。
【００２２】
次に、非常時におけるフッ素ガス発生装置の電解浴へのＨＦの供給動作について説明する。フッ素ガス発生装置の非常時においては、ＨＦ供給停止装置により、ＨＦの供給停止動作を行う。具体的には、第１自動弁８１が閉じてＨＦの供給を遮断し、自動弁８２と第２自動弁７３が開き、自動弁７４が閉じることにより、ＨＦ供給ライン２４と不活性ガス供給ライン９１との上流側接続部から、ＨＦ供給ライン２４内の第１自動弁８１より下流側に、不活性ガス貯蔵タンク９２から供給される一定圧の不活性ガスが供給され、第１自動弁８１より下流側のＨＦが不活性ガスに置換される。これにより、ＨＦ供給ライン２４内に残留したＨＦを全て電解槽１に送り出すことができる。不活性ガス貯蔵タンク９２には不活性ガス供給源から不活性ガスの供給が遮断された場合でもＨＦ供給ライン２４内に残留したＨＦを電解槽１に送り出し、ライン内のＨＦから不活性ガスに置換するために十分な量の不活性ガスを貯蔵している。
【００２３】
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、ＨＦ供給ラインに不活性ガスを供給することでＨＦのキャリアガスとして作用するとともに、ＨＦ供給停止時や非常時に、閉じられた第１自動弁より下流側のＨＦ供給ライン内のＨＦを不活性ガスに置換する。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態例について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示したように様々な設計変更が可能なものである。例えば、実施の形態では、第２自動弁７３は緊急停止検知装置と連動して開くような構成であるが、常時開いておくような構成にしてもよい。なお、この構成によるとＨＦ供給停止時においても第１自動弁８１を開閉するだけでよく、分岐した下流側の不活性ガス供給ライン９１と第３自動弁と自動弁７４とは不要になる。
【００２５】
また、上述の実施の形態では不活性ガス貯蔵タンク９２により不活性ガスの供給を安定させているが、外部から安定した不活性ガスの供給を受けることで不活性貯蔵タンク９２を備えない構成でもよい。
【００２６】
本発明の実施の形態は以上のように構成され、フッ素ガス発生装置のＨＦの供給停止時、または非常時において、第１自動弁８１が閉じ、自動弁８２が開き、自動弁７４が閉じて第２自動弁７３が開き、ＨＦガス供給ライン２４内の第１自動弁８１より下流側に不活性ガスが供給される。これによりＨＦの供給を停止しても第１自動弁８１より下流側が負圧になることがなく、電解浴がＨＦガス供給ライン２４内に流れ込むことがない。また、ＨＦ供給時以外はＨＦが不活性ガスに置換されているためライン上に配置された流量計８３、圧力計８４等の装置がＨＦと接触する時間を少なくすることができる。
【００２７】
また、不活性ガス貯蔵タンク９２を備えていることで、不活性ガス供給源からの供給が不安定、あるいは供給そのものが停止した場合であっても安定してＨＦ供給ライン２４に不活性ガスを供給することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によると、電解槽へのＨＦの供給が停止した場合でも、ＨＦ供給ラインのＨＦの供給を遮断する自動弁より下流側のライン内に残存するＨＦを不活性ガスに置換することにより、ＨＦ供給ライン内が負圧にならない。これによりＨＦ供給ラインに電解浴が流れ込むのを防止するとともに、不活性ガスに置換されたライン上に取り付けられている機器をＨＦから保護する効果を得る事ができる。
【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】図１におけるＨＦ供給ライン周辺の拡大図である。
【図３】図２における不活性ガス供給ラインの変形例である。
【図４】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 自動弁
１２ 温水加熱装置
１４、１５ ＨＦ除害塔
１６ 隔壁
２２、２３ ガス発生口
２４ ＨＦ供給ライン
２５ ＨＦ導入口
３１〜３４、８４ 圧力計
５１ 陽極
５２ 陰極
６５、６６ 手動弁
７３ 第２自動弁
７４、８２ 自動弁
８１ 第１自動弁
８３、８５ 流量計
９１ 不活性ガス供給ライン
９２ 不活性ガス貯蔵タンク
Claims (5)
- 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フッ素ガスを発生させるためのフッ素ガス発生装置であって、
前記電解浴中にフッ化水素ガスを供給するフッ化水素ガス供給ラインと、
前記フッ化水素ガス供給ライン上に配置され、前記フッ化水素ガスの供給停止時に閉鎖される第１の自動弁と、
前記フッ化水素ガスの供給停止時において、前記フッ化水素ガス供給ラインの前記第１の自動弁より下流側のライン内に残存するフッ化水素ガスを排除して不活性ガスに置換する不活性ガス置換手段と、
を備えているフッ素ガス発生装置。 - 前記不活性ガス置換手段は、前記フッ化水素ガスの供給停止を検出する検出手段と、
前記第１の自動弁より下流側の前記フッ化水素ガス供給ラインに不活性ガスを供給する不活性ガス供給ラインと、
前記不活性ガス供給ライン上に配置され、前記検出手段と連動して開閉し、前記フッ化水素ガス供給ラインの前記第１の自動弁より下流側のライン内に前記不活性ガスを供給する第２の自動弁と、
を備えるものである請求項１記載のフッ素ガス発生装置。 - 前記不活性ガス供給ラインは、供給する不活性ガスを貯蔵する不活性ガス貯蔵タンクを備える請求項１または２記載のフッ素ガス発生装置。
- 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フッ素ガスを発生させるためのフッ素ガス発生装置であって、
前記電解浴中にフッ化水素ガスを供給するフッ化水素ガス供給ラインと、
前記フッ化水素ガス供給ライン上に配置され、前記フッ化水素ガスの供給停止時に閉鎖される第１の自動弁と、
前記フッ素ガス発生装置の非常時において、前記フッ化水素ガス供給ラインの前記第１の自動弁より下流側のライン内に残存するフッ化水素ガスを排除して不活性ガスに置換する不活性ガス置換手段と、を備えているフッ素ガス発生装置。 - 前記不活性ガス供給ラインは、供給する不活性ガスを貯蔵する不活性ガス貯蔵タンクを備える請求項４記載のフッ素ガス発生装置。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007091583A1 (ja) | 2006-02-07 | 2007-08-16 | Toyo Tanso Co., Ltd. | 半導体製造プラント |
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| JP2011527405A (ja) * | 2008-06-25 | 2011-10-27 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 液体搬送時における逆流を確実に回避する方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| US20120092950A1 (en) * | 2010-10-15 | 2012-04-19 | Bertrand Michel Jean-Claude Colomb | Low pressure drop blender |
| KR20140108293A (ko) * | 2011-12-22 | 2014-09-05 | 솔베이(소시에떼아노님) | 플루오르화수소를 전해 셀에 공급하는 방법 |
| CN104350181A (zh) * | 2011-12-22 | 2015-02-11 | 索尔维公司 | 用于产生氟的电解池中的液位控制 |
| CN105089869B (zh) * | 2015-06-04 | 2018-12-14 | 武汉大学 | 一种双套筒式电极用水作燃料的内燃机装置 |
| CN106757145A (zh) * | 2017-03-07 | 2017-05-31 | 洛阳黎明大成氟化工有限公司 | 一种电解槽用氟化氢自动化供料装置及其使用方法 |
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| CN110965078A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-04-07 | 中核二七二铀业有限责任公司 | 一种氟化氢供料的自动控制装置 |
| FR3111133A1 (fr) * | 2020-06-04 | 2021-12-10 | Université du Mans | Procede de traitement chimique automatise d’un substrat solide par une ligne de fluoration |
| CN114789915B (zh) * | 2022-04-11 | 2023-10-24 | 福建省龙德新能源有限公司 | 五氟化磷连续自动化生产方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2967466A (en) * | 1956-06-20 | 1961-01-10 | Warren Brothers Road Company | Pavement and method of making the same |
| JPH0353090A (ja) * | 1989-07-18 | 1991-03-07 | Asahi Glass Co Ltd | フッ素の製造方法 |
| JP2809811B2 (ja) * | 1990-04-27 | 1998-10-15 | 三井化学株式会社 | 三弗化窒素ガスの製造方法 |
| US6350425B2 (en) * | 1994-01-07 | 2002-02-26 | Air Liquide America Corporation | On-site generation of ultra-high-purity buffered-HF and ammonium fluoride |
| GB9418598D0 (en) | 1994-09-14 | 1994-11-02 | British Nuclear Fuels Plc | Fluorine cell |
| US6383300B1 (en) * | 1998-11-27 | 2002-05-07 | Tokyo Electron Ltd. | Heat treatment apparatus and cleaning method of the same |
| WO2001077412A1 (fr) * | 2000-04-07 | 2001-10-18 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Appareil pour la production de fluor gazeux |
| JP2002164335A (ja) * | 2000-11-27 | 2002-06-07 | Canon Sales Co Inc | 半導体製造装置の洗浄方法及び半導体製造装置 |
| US20040037768A1 (en) * | 2001-11-26 | 2004-02-26 | Robert Jackson | Method and system for on-site generation and distribution of a process gas |
-
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007091583A1 (ja) | 2006-02-07 | 2007-08-16 | Toyo Tanso Co., Ltd. | 半導体製造プラント |
| US8387559B2 (en) | 2006-02-07 | 2013-03-05 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Semiconductor manufacturing plant |
| WO2008032516A1 (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-20 | Tokyo Electron Limited | Treating gas supply system and method of supplying treating gas |
| JP2008069918A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Tokyo Electron Ltd | 処理ガス供給システム及び処理ガス供給方法 |
| JP4606396B2 (ja) * | 2006-09-15 | 2011-01-05 | 東京エレクトロン株式会社 | 処理ガス供給システム及び処理ガス供給方法 |
| US8261762B2 (en) | 2006-09-15 | 2012-09-11 | Tokyo Electron Limited | Processing gas supplying system and processing gas supplying method |
| JP2009209403A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Casio Comput Co Ltd | フッ素ガス発生方法およびその装置 |
| JP2011527405A (ja) * | 2008-06-25 | 2011-10-27 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 液体搬送時における逆流を確実に回避する方法 |
| WO2010113576A1 (ja) | 2009-04-03 | 2010-10-07 | セントラル硝子株式会社 | フッ素ガスのｉｎ－ｓｉｔｕガス混合および希釈システム |
| KR101331918B1 (ko) * | 2009-04-03 | 2013-11-21 | 샌트랄 글래스 컴퍼니 리미티드 | 불소 가스 공급 시스템 |
| US8974647B2 (en) | 2010-03-29 | 2015-03-10 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Gas generation device |
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