JP2747753B2 - Method and apparatus for removing trace impurity gas components in inert gas - Google Patents

Method and apparatus for removing trace impurity gas components in inert gas

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JP2747753B2
JP2747753B2 JP4087666A JP8766692A JP2747753B2 JP 2747753 B2 JP2747753 B2 JP 2747753B2 JP 4087666 A JP4087666 A JP 4087666A JP 8766692 A JP8766692 A JP 8766692A JP 2747753 B2 JP2747753 B2 JP 2747753B2
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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、不活性ガス中に微量存
在する窒素、酸素、二酸化炭素、その他の不純ガス成分
を効率よく除去する方法およびそのための装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for efficiently removing nitrogen, oxygen, carbon dioxide and other impurity gas components present in a trace amount in an inert gas and an apparatus therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】多くの製造プロセスにおいて、ヘリウ
ム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなどの不
活性ガスは高純度のものを必要とされることが多く、特
に半導体デバイスの製造においては極めて高純度の不活
性ガスが必要とされる。
2. Description of the Related Art In many manufacturing processes, an inert gas such as helium, neon, argon, krypton, or xenon is often required to have a high purity. An inert gas is required.

【0003】工業用の不活性ガスは、いずれも配管で圧
送されて使われるが、窒素、酸素、二酸化炭素などの不
純ガス成分が含まれるため、これらの不純物を除去して
高純度化させなければならない。
[0003] All industrial inert gases are used after being pumped through a pipe, but contain impurities such as nitrogen, oxygen and carbon dioxide. Therefore, these impurities must be removed to achieve high purity. Must.

【0004】また、ネオン、クリプトン、キセノンなど
の希ガスは、他の工業用ガスに比べて非常に高価である
ため回収して使われることが多く、回収精製する際に問
題となる窒素、酸素を除去するための安価で性能のよい
装置が求められている。
[0004] In addition, rare gases such as neon, krypton and xenon are very expensive compared to other industrial gases and are often recovered and used. There is a demand for an inexpensive and high-performance device for removing odor.

【0005】窒素等の不純ガス成分を含有する不活性ガ
スを精製する方法の一つとして、チタン、ジルコニウム
を主体とする金属または合金ゲッターを用いる方法が開
発されている。このゲッターを充填した反応筒は、高温
下において、窒素、酸素、二酸化炭素、一酸化炭素など
を除去することができる。
As one method of purifying an inert gas containing an impurity gas component such as nitrogen, a method using a metal or alloy getter mainly comprising titanium and zirconium has been developed. The reaction tube filled with the getter can remove nitrogen, oxygen, carbon dioxide, carbon monoxide, and the like at a high temperature.

【0006】たとえば、特開昭62−3008号公報に
は、ジルコニウム−バナジウム−鉄よりなるゲッター合
金を用いて、アルゴンガス中の窒素、その他の不純ガス
成分を除去する装置および方法が示されている。温度は
20〜400℃、好適には200〜350℃であるとし
ているが、実施例では主として350℃の温度条件を採
用している。またゲッターは粉末状あるいは小塊状であ
ってもよいが、合金粉末を圧縮加工して造ったペレット
状を使用するのが好ましいとしている。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-3008 discloses an apparatus and method for removing nitrogen and other impurity gas components in argon gas using a getter alloy composed of zirconium-vanadium-iron. I have. Although the temperature is set to 20 to 400 ° C., preferably 200 to 350 ° C., the embodiment mainly employs a temperature condition of 350 ° C. The getter may be in the form of a powder or a small lump, but it is preferable to use a pellet obtained by compressing an alloy powder.

【0007】特開平2−116607号公報には、第一
段目のゲッター筒により不活性ガス中の水素以外の不純
物である窒素、酸素、水分、メタン、一酸化炭素、二酸
化炭素を除去し、第二段目のゲッター筒により水素のみ
を除去する方法が示されており、第一段目のゲッター筒
ではジルコニウム−バナジウム−鉄またはジルコニウム
−鉄を用い、第二段目のゲッター筒ではジルコニウム−
アルミニウムを用いている。この場合、第一段目のゲッ
ター筒および第二段目のゲッター筒はいずれも温度35
0〜450℃に維持される。
[0007] In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-116607, nitrogen, oxygen, moisture, methane, carbon monoxide and carbon dioxide which are impurities other than hydrogen in an inert gas are removed by a first-stage getter cylinder. A method of removing only hydrogen by a second-stage getter cylinder is shown, and zirconium-vanadium-iron or zirconium-iron is used in the first-stage getter cylinder, and zirconium- is used in the second-stage getter cylinder.
Aluminum is used. In this case, both the first-stage getter tube and the second-stage getter tube have a temperature of 35 ° C.
Maintain at 0-450 ° C.

【0008】特開平2−293310号公報において
は、第一段目のゲッター筒により高温下で希ガス中の水
素以外の不純物である炭化水素、窒素、酸素、水、メタ
ン、一酸化炭素、二酸化炭素を除去し、ついで第二段目
の充填筒上部に充填したニッケルを主体とした触媒によ
り水素を40℃以下で水とすると共に、第二段目の充填
筒下部に充填したモレキュラーシーブスにより水分を吸
着するようにしている。ゲッターとしては、チタン、ジ
ルコニウムなどの金属、チタン、ジルコニウムを主体と
し、これにニッケル、アルミニウム、鉄、バナジウムな
どを組み合わせた合金が用いられるとしてあり、これら
の中でも、スポンジチタン、チタン−ジルコニウム、ジ
ルコニウム−バナジウム−鉄が好ましいとしており、実
施例ではスポンジチタンを用いている。ゲッターは反応
筒に充填され、400〜1200℃(実施例では970
℃)の高温に加熱した状態で使用される。
In Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2-293310, hydrocarbons, nitrogen, oxygen, water, methane, carbon monoxide, and carbon dioxide, which are impurities other than hydrogen in a rare gas at high temperature, are obtained by a first-stage getter cylinder. The carbon is removed, and then hydrogen is converted to water at 40 ° C. or less by a nickel-based catalyst filled in the upper part of the second-stage filling cylinder, and water is removed by molecular sieves filled in the lower part of the second-stage filling cylinder. Is to be adsorbed. As the getter, metals such as titanium and zirconium, titanium and zirconium are mainly used, and alloys obtained by combining nickel, aluminum, iron and vanadium are used. Among them, titanium sponge, titanium-zirconium and zirconium are used. -Vanadium-iron is preferred, and titanium sponge is used in the embodiment. The getter is filled in a reaction tube, and is heated to 400 to 1200 ° C. (970 in the example).
(° C).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】半導体の高集積化が進
むにつれ、超LSIの製造において要求される純度レベ
ルは、各不純物濃度1ppb 以下が要求されつつある。
As the degree of integration of semiconductors increases, the purity level required in the manufacture of VLSIs is required to be each impurity concentration of 1 ppb or less.

【0010】上述のチタンまたはジルコニウム系ゲッタ
ーは、一般にスポンジ状であるか10〜100μm の粉
体を焼結して粒状に作製したものであることから、吸着
剤に比べて比表面積が小さく、不純物に見合った性能を
得るためには表面で反応した不純物が固体内拡散するこ
とが必要である。
The above-mentioned titanium or zirconium-based getters are generally sponge-shaped or prepared by sintering a powder of 10 to 100 μm in granular form. In order to obtain the performance suitable for the above, it is necessary that impurities reacted on the surface diffuse in the solid.

【0011】しかるに、その固体内拡散を促進するため
には反応筒を300〜800℃の高温下で運転を行わな
ければならないため、誤って多量の窒素もしくは酸素を
含む不活性ガスを導入した場合、反応が加速され、最悪
の場合には充填筒の耐熱温度を上回り、充填筒の破壊に
至ることがある。
However, in order to promote the diffusion in the solid, the reaction tube must be operated at a high temperature of 300 to 800 ° C., so that if a large amount of an inert gas containing nitrogen or oxygen is erroneously introduced. The reaction is accelerated, and in the worst case, the temperature exceeds the heat resistance temperature of the filling cylinder, which may lead to the destruction of the filling cylinder.

【0012】また、300℃以下の低温での不純ガス成
分との反応では、固体内拡散速度が低下し表層部分の拡
散にとどまるため、未使用の部分が多く残るなどの欠点
がある。
In addition, in the reaction with an impurity gas component at a low temperature of 300 ° C. or less, the diffusion rate in the solid is reduced and the diffusion is limited to the surface layer portion, so that there is a disadvantage that many unused portions remain.

【0013】本発明は、このような背景下において、不
活性ガス中に含まれる微量の窒素、酸素、二酸化炭素、
その他の不純ガス成分を低温で除去でき、さらには充填
材の使用効率を高めることでガス精製のためのコストを
下げることのできる工業的な方法を提供することを目的
とするものである。
[0013] Under such a background, the present invention provides a method for producing a trace amount of nitrogen, oxygen, carbon dioxide, and the like contained in an inert gas.
It is an object of the present invention to provide an industrial method capable of removing other impurity gas components at a low temperature and further reducing the cost for gas purification by increasing the use efficiency of the filler.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の不活性ガス中の
微量不純ガス成分の除去方法は、無機多孔質基材上にP
VD法により金属薄膜を形成した充填材(P) に、微量の
不純ガス成分を含む不活性ガスを接触させることを特徴
とするものである。
According to the present invention, there is provided a method for removing a trace impurity gas component in an inert gas, comprising the steps of:
An inert gas containing a trace amount of an impurity gas component is brought into contact with the filler (P) on which a metal thin film has been formed by the VD method.

【0015】また本発明の不活性ガス中の微量不純ガス
成分の除去装置は、ガス入口(2) とガス出口(3) とを有
しかつ無機多孔質基材上にPVD法により金属薄膜を形
成した充填材(P) を充填した反応筒(1) と、該反応筒
(1) に充填した充填材(P) を加熱する加熱機構(4) とを
備えてなるものである。
Further, the apparatus for removing trace impurity gas components in an inert gas according to the present invention has a gas inlet (2) and a gas outlet (3), and forms a metal thin film on an inorganic porous substrate by a PVD method. A reaction tube (1) filled with the formed filler (P);
A heating mechanism (4) for heating the filler (P) filled in (1) is provided.

【0016】以下本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0017】本発明の方法に適用できる不活性ガスとし
ては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセ
ノン等の希ガスがあげられる。
The inert gas applicable to the method of the present invention includes rare gases such as helium, neon, argon, krypton, and xenon.

【0018】微量の不純ガス成分を含む不活性ガスと
は、工業用の不活性ガスから窒素、酸素、二酸化炭素、
一酸化炭素、その他の不純ガス成分を除いた後のなおこ
れらの不純ガス成分を含むガスがあげられる。
An inert gas containing a trace amount of an impurity gas component includes nitrogen, oxygen, carbon dioxide,
Examples of the gas include those after removing carbon monoxide and other impurity gas components.

【0019】本発明においては、充填材(P) として、無
機多孔質基材上にPVD法(物理的気相デポジット法)
により金属薄膜を形成したものを用いる。
In the present invention, as a filler (P), a PVD method (physical vapor deposition method) is applied on an inorganic porous substrate.
A metal thin film is formed by using the method described above.

【0020】ここで無機多孔質基材としては、アルミ
ナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ケイ藻土、酸化チタ
ン、ジルコニウムスポンジ、スポンジチタンなどがあげ
られる。この場合、細孔径が10オングストローム未満
ではその内部に原子状蒸気が拡散しないので、細孔径が
10オングストローム以上のものを用いることが要請さ
れる。
Here, examples of the inorganic porous substrate include alumina, silica, silica-alumina, diatomaceous earth, titanium oxide, zirconium sponge, and titanium sponge. In this case, if the pore diameter is less than 10 angstroms, the atomic vapor does not diffuse therein, so it is required to use one having a pore diameter of 10 angstroms or more.

【0021】金属薄膜を構成する金属としては、チタ
ン、ジルコニウム、またはそれらを主成分とする合金が
あげられ、具体的には、チタン、ジルコニウム、チタン
−ジルコニウム、チタン−ニッケル、ジルコニウム−
鉄、ジルコニウム−バナジウム−鉄、ジルコニウム−
−アルミニウムなどが例示される。
Examples of the metal constituting the metal thin film include titanium, zirconium, and alloys containing these as main components. Specifically, titanium, zirconium, titanium-zirconium, titanium-nickel, zirconium-
Examples include iron, zirconium-vanadium-iron, zirconium- iron -aluminum, and the like.

【0022】真空チャンバー内に設置したターゲットお
よび電子銃を用いて上述の金属を原子状蒸気となし、こ
れを無機多孔質基材にできるだけ低温でデポジットさせ
ることにより、充填材(P) が得られる。
The above-mentioned metal is converted into atomic vapor by using a target and an electron gun installed in a vacuum chamber, and the vapor is deposited on an inorganic porous substrate at a temperature as low as possible, thereby obtaining a filler (P). .

【0023】金属の原子状蒸気は無機多孔質基材にデポ
ジットする際に基材そのものの温度により結晶の成長状
態が変化し、膜の特性が変る。特に100℃程度までの
低温でデポジットを行った場合、細かく成長した多結晶
の状態が見られる。これらの細かく成長した結晶(多結
晶)により、より大きな比表面積を得ることができる。
Atomic vapor of a metal is deposited on an inorganic porous substrate, the crystal growth state changes depending on the temperature of the substrate itself, and the characteristics of the film change. In particular, when depositing at a low temperature of about 100 ° C., a finely grown polycrystalline state is observed. With these finely grown crystals (polycrystals), a larger specific surface area can be obtained.

【0024】このようにして得た充填材(P) と微量の不
純ガス成分を含む不活性ガスとの接触は、温度100〜
300℃で行うことが望ましい。温度が余りに低いとき
は不純ガス成分の除去率が低下し、一方温度が余りに高
いときにもかえって不純ガス成分の除去率が低下する
上、熱エネルギー的にも不利となる。しかしながら、上
記温度範囲外であっても、不純ガス成分の除去率の低下
の程度は極端には低下しないので、多少の温度条件の逸
脱は許容される。
The contact of the thus obtained filler (P) with an inert gas containing a trace amount of an impurity gas component is carried out at a temperature of 100 to 100.
It is desirable to carry out at 300 ° C. When the temperature is too low, the removal rate of the impure gas components decreases. On the other hand, when the temperature is too high, the removal rate of the impurity gas components decreases and the heat energy is disadvantageous. However, even if the temperature is outside the above-mentioned temperature range, the degree of reduction in the removal rate of the impurity gas component does not extremely decrease, so that a slight deviation from the temperature condition is allowed.

【0025】上に述べた方法を実施するための装置とし
ては、ガス入口(2) とガス出口(3)とを有しかつ充填材
(P) を充填した反応筒(1) と、該反応筒(1) に充填した
充填材(P) を加熱する加熱機構(4) とを備えた装置が用
いられる。
An apparatus for carrying out the method described above comprises a gas inlet (2) and a gas outlet (3) and a filler.
An apparatus having a reaction tube (1) filled with (P) and a heating mechanism (4) for heating the filler (P) filled in the reaction tube (1) is used.

【0026】このような反応筒(1) を並列に設け、一方
を使い終ったときにもう一方に切り換えて交換するよう
にすることもできる。
Such a reaction tube (1) may be provided in parallel, and when one of the reaction tubes has been used, it may be switched to the other and replaced.

【0027】この装置は、図4に不活性ガス回収精製プ
ロセスフロー図を示したように、回収精製の一部として
使用することもできる。図4中「PSA」とあるのは、
圧力変動式吸着分離方法の意味である。
This apparatus can also be used as a part of recovery and purification as shown in FIG. In FIG. 4, "PSA" means
It means pressure fluctuation type adsorption separation method.

【0028】[0028]

【作用】通常ジルコニウムやチタンは、バルク表面に強
固な酸化膜が形成されるため表面が不活性化する。ジル
コニウム−バナジウム−鉄合金を例にとると、この合金
は、上記のような強固な酸化膜の形成を妨げ、固体内拡
散を比較的低温(400〜300℃)で行わせる目的で
作成されているが(ちなみにジルコニウム単独では70
0〜900℃の温度が必要)、なお満足しうるまでには
至っていない。
In general, zirconium and titanium are inactivated because a strong oxide film is formed on the bulk surface. Taking a zirconium-vanadium-iron alloy as an example, this alloy is formed for the purpose of preventing the formation of a strong oxide film as described above and causing diffusion in a solid at a relatively low temperature (400 to 300 ° C.). (By the way zirconium alone is 70
A temperature of from 0 to 900 ° C. is required), which has not yet been achieved.

【0029】しかるに、低温高真空状態においてチタ
ン、ジルコニウム等の原子状蒸気を無機多孔質基材上に
デポジットさせると、これらの金属に特有の表面強固な
酸化膜が形成されない状態が保たれるため、窒素やその
他の不純物との反応が可能となり、その結果窒素や炭素
との侵入型化合物が低温において形成される。また原子
状金属が無機多孔質基材の表面上に結晶成長しているの
で、オングストロームオーダーの突起が多大な表面積を
作り出し、不純ガス成分の吸着量が増大する。
However, when atomic vapors such as titanium and zirconium are deposited on an inorganic porous substrate in a low-temperature and high-vacuum state, a state in which an oxide film having a strong surface specific to these metals is not formed is maintained. , Nitrogen and other impurities, so that interstitial compounds with nitrogen and carbon are formed at low temperatures. In addition, since the atomic metal is crystal-growing on the surface of the inorganic porous substrate, the projections on the order of Angstrom create a large surface area, and the amount of adsorption of the impurity gas component increases.

【0030】[0030]

【実施例】次に実施例をあげて本発明をさらに説明す
る。
The present invention will be further described with reference to the following examples.

【0031】実施例1 図1は本発明の除去装置の一例を示した説明図である。Embodiment 1 FIG. 1 is an explanatory view showing an example of the removing apparatus of the present invention.

【0032】(1) は反応筒であり、内径2.54cm、高さ1
0mmの寸法を有する。(2) は不活性ガスを導入するガス
入口、(3) は反応筒(1) からガスを導出するガス出口、
(4)は加熱機構の一例としての加熱用ヒーターである。
(5) はパーティクル除去用のガスフィルター、(6) は流
量制御装置である。
(1) is a reaction tube having an inner diameter of 2.54 cm and a height of 1
It has dimensions of 0 mm. (2) is a gas inlet for introducing inert gas, (3) is a gas outlet for taking out gas from the reaction tube (1),
(4) is a heater for heating as an example of a heating mechanism.
(5) is a gas filter for removing particles, and (6) is a flow control device.

【0033】ターゲットとしてのジルコニウムおよび電
子銃を用い、PVD法により無機多孔質基材の一例とし
てのジルコニウムスポンジ(テレダイン社製、6〜10
メッシュ、細孔径20〜40オングストローム)に温度
100℃にてジルコニウムの原子状蒸気をデポジットさ
せた。これにより、ジルコニウムスポンジ上に多結晶ジ
ルコニウム薄膜が形成された充填材(P) が得られた。
Using zirconium as a target and an electron gun, a zirconium sponge (manufactured by Teledyne Co., Ltd., 6 to 10) as an example of an inorganic porous base material by a PVD method.
Atomic temperature vapor of zirconium was deposited at a temperature of 100 ° C. on a mesh having a pore diameter of 20 to 40 Å. As a result, a filler (P) in which a polycrystalline zirconium thin film was formed on a zirconium sponge was obtained.

【0034】この充填材(P) の41ccを反応筒(1) 内に
充填し、加熱用ヒーター(4) により温度300℃で2時
間加熱することにより活性化を行った。
The reactor (1) was filled with 41 cc of the filler (P) and activated by heating at 300 ° C. for 2 hours with a heater (4).

【0035】ついで、流量制御装置(6) およびガス入口
(2)を介して、窒素、酸素および二酸化炭素をそれぞれ
100ppb 含むアルゴンガスを反応筒(1) 内に 1.2リッ
トル/min、1atm にて導入し、ガス出口(3) より導出さ
せた。
Next, the flow controller (6) and the gas inlet
Argon gas containing 100 ppb each of nitrogen, oxygen and carbon dioxide was introduced into the reaction tube (1) at 1.2 liter / min at 1 atm via (2), and was led out from the gas outlet (3).

【0036】ガス出口(3)から導出される精製ガス中の
各温度における不純ガス成分濃度を、株式会社日立製作
所製の大気圧イオン化質量分析計(UG−240−P
N)を用いて測定した。結果を図2に示す。
The impurity gas concentration at each temperature in the purified gas derived from the gas outlet (3) was measured using an atmospheric pressure ionization mass spectrometer (UG-240-P, manufactured by Hitachi, Ltd.).
N). The results are shown in FIG.

【0037】比較例1 次に、対照用として、従来使用されているジルコニウム
スポンジを反応筒(1)に充填したほかは実施例1を繰り
返した。結果を図3に示す。
Comparative Example 1 Next, as a control, Example 1 was repeated except that a conventionally used zirconium sponge was filled in the reaction tube (1). The results are shown in FIG.

【0038】図2および図3から、従来用いてきたジル
コニウムスポンジでは300℃以下において不純ガス成
分の除去能力が低下するのに対し、多結晶ジルコニウム
薄膜を形成した充填材(P) を用いた場合には300℃以
下においても不純ガス成分の除去能力がすぐれているこ
とがわかる。
2 and 3, the zirconium sponge conventionally used has a reduced ability to remove impurity gas components at 300 ° C. or lower, whereas the filler (P) formed with a polycrystalline zirconium thin film is used. It can be seen that even at a temperature of 300 ° C. or less, the ability to remove impurity gas components is excellent.

【0039】なお、上記の充填材(P) の表面を走査電子
顕微鏡で観察したところ、図5のように無機多孔質基材
としてのジルコニウムスポンジ上に約0.06〜 0.1μm の
ジルコニウム結晶が成長している様子が観察された。こ
のように成長した結晶により、不純物吸着サイトが増加
し、より多くの不純ガス成分が吸着されるものと思われ
る。
When the surface of the filler (P) was observed with a scanning electron microscope, zirconium crystals of about 0.06 to 0.1 μm grew on a zirconium sponge as an inorganic porous substrate as shown in FIG. Was observed. It is considered that the crystals grown in this manner increase the number of impurity adsorption sites and adsorb more impurity gas components.

【0040】表1に、実施例1で用いた多結晶ジルコニ
ウム薄膜を形成させた充填材(P) および比較例1で用い
たジルコニウムスポンジの比表面積の測定結果を示す。
比表面積測定装置としては、マイクロメリティックス
(Micromeritics)社製の「アキュソーブ2100型」を
用いた。
Table 1 shows the measurement results of the specific surface area of the filler (P) on which the polycrystalline zirconium thin film used in Example 1 was formed and the zirconium sponge used in Comparative Example 1.
As a specific surface area measuring apparatus, “Accusorb 2100” manufactured by Micromeritics was used.

【0041】 表1 充填材 前処理条件 比表面積値 多結晶ジルコニウム薄膜 120℃、120分加熱真空引き 188.7cm2/g ジルコニウムスポンジ 120℃、120分加熱真空引き 0.042cm2/g Table 1 Filler pretreatment conditions Specific surface area value Polycrystalline zirconium thin film 120 ° C., 120 minutes heating evacuation 188.7 cm 2 / g Zirconium sponge 120 ° C., 120 minutes heating evacuation 0.042 cm 2 / g

【0042】表1から、多結晶ジルコニウム薄膜を形成
させた充填材(P) の比表面積は、従来のジルコニウムス
ポンジの比表面積に比べて著しく大きいことがわかる。
From Table 1, it can be seen that the specific surface area of the filler (P) on which the polycrystalline zirconium thin film was formed was significantly larger than that of the conventional zirconium sponge.

【0043】実施例2 ターゲットとしてのチタンおよび電子銃を用い、PVD
法により無機多孔質基材の一例としてのアルミナ(水澤
化学株式会社製のNeobead MHD 型、細孔径40オングス
トローム)に温度100℃にてチタンの原子状蒸気をデ
ポジットさせた。これにより、アルミナ上に多結晶チタ
ン薄膜が形成された充填材(P) が得られた。
Example 2 Using titanium as a target and an electron gun, PVD
Atomic temperature vapor of titanium was deposited on alumina (Neobead MHD type, manufactured by Mizusawa Chemical Co., Ltd., pore diameter 40 Å) as an example of an inorganic porous substrate at a temperature of 100 ° C. by the method. As a result, a filler (P) in which a polycrystalline titanium thin film was formed on alumina was obtained.

【0044】この充填材(P) の表面を走査電子顕微鏡で
観察したところ、アルミナ上に約0.06〜 0.1μm のチタ
ン結晶が成長している様子が観察された。
When the surface of the filler (P) was observed with a scanning electron microscope, it was observed that titanium crystals of about 0.06 to 0.1 μm had grown on the alumina.

【0045】この充填材(P) を用いて実施例1を繰り返
したところ、実施例1に準ずる好ましい結果が得られ
た。
When Example 1 was repeated using this filler (P), favorable results similar to Example 1 were obtained.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明によれば、不活性ガス中に含まれ
る窒素、酸素、二酸化炭素、その他の微量の不純ガス成
分を従来の温度域よりも低い温度域である100〜30
0℃で除去することができる。
According to the present invention, nitrogen, oxygen, carbon dioxide and other trace impurity components contained in an inert gas are reduced to a temperature range of 100 to 30 which is lower than the conventional temperature range.
It can be removed at 0 ° C.

【0047】しかもその除去は、薄膜状の部分による不
純ガス成分の反応吸着によるものであるため、充填材
(P) の厚さ方向に平均的に吸着が行われ、従来の方法で
ある粒状ジルコニウムスポンジや合金ジルコニウムゲッ
ターなどによる不純ガス成分の除去に比べて、単位金属
重量当りの不純ガス成分の除去量がより高くなるという
利点がある。
Further, since the removal is due to the reactive adsorption of the impurity gas component by the thin film portion, the filler material is removed.
(P) Adsorption is averaged in the thickness direction, and the removal amount of the impurity gas component per unit metal weight is smaller than the removal of the impurity gas component by the granular zirconium sponge or alloy zirconium getter, which is the conventional method. Has the advantage of being higher.

【0048】よって本発明は、不活性ガス中に含まれる
微量の窒素、酸素、二酸化炭素、その他の不純ガス成分
を除去する工業的な方法として画期的なものであり、極
めて有用である。
Therefore, the present invention is a revolutionary industrial method for removing trace amounts of nitrogen, oxygen, carbon dioxide and other impurity gas components contained in an inert gas, and is extremely useful.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の除去装置の一例を示した説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a removing device of the present invention.

【図2】実施例1における出口不純ガス成分濃度と温度
との関係を示したグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between an outlet impurity gas component concentration and a temperature in Example 1.

【図3】比較例1における出口不純ガス成分濃度と温度
との関係を示したグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between an outlet impurity gas component concentration and a temperature in Comparative Example 1.

【図4】不活性ガス回収精製プロセスの例を示したフロ
−図である。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of an inert gas recovery and purification process.

【図5】実施例1の充填材(P)の表面の走査電子顕微
鏡写真(倍率50000倍)である。
FIG. 5 is a scanning electron micrograph (magnification: 5000 × ) of the surface of the filler (P) in Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1)…反応筒、 (2)…ガス入口、 (3)…ガス出口、 (4)…加熱機構、加熱用ヒーター、 (5)…ガスフィルター、 (6)…流量制御装置、 (P)…充填材 (1) ... reaction tube, (2) ... gas inlet, (3) ... gas outlet, (4) ... heating mechanism, heater for heating, (5) ... gas filter, (6) ... flow control device, (P) … Filler

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】無機多孔質基材上にPVD法により金属薄
膜を形成した充填材(P) に、微量の不純ガス成分を含む
不活性ガスを接触させることを特徴とする不活性ガス中
の微量不純ガス成分の除去方法。
An inert gas containing a trace amount of an impurity gas component is brought into contact with a filler (P) having a metal thin film formed on an inorganic porous substrate by a PVD method. A method for removing trace impurity gas components.
【請求項2】金属薄膜が、チタン、ジルコニウム、また
はそれらを主成分とする合金の薄膜である請求項1記載
の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the metal thin film is a thin film of titanium, zirconium, or an alloy containing these as a main component.
【請求項3】金属薄膜が多結晶である請求項1または2
記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the metal thin film is polycrystalline.
The described method.
【請求項4】接触を温度100〜300℃で行うことを
特徴とする請求項1記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the contacting is performed at a temperature of 100 to 300 ° C.
【請求項5】ガス入口(2) とガス出口(3) とを有しかつ
無機多孔質基材上にPVD法により金属薄膜を形成した
充填材(P) を充填した反応筒(1) と、該反応筒(1) に充
填した充填材(P) を加熱する加熱機構(4) とを備えてな
る不活性ガス中の微量不純ガス成分の除去装置。
5. A reaction tube (1) having a gas inlet (2) and a gas outlet (3) and filled with a filler (P) having a metal thin film formed on an inorganic porous substrate by a PVD method. A heating mechanism (4) for heating the filler (P) filled in the reaction tube (1), and a device for removing trace impurity gas components in the inert gas.
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