JP2930351B2 - Ｎｆ▲下３▼の製造法 - Google Patents
Ｎｆ▲下３▼の製造法Info
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- JP2930351B2 JP2930351B2 JP2678890A JP2678890A JP2930351B2 JP 2930351 B2 JP2930351 B2 JP 2930351B2 JP 2678890 A JP2678890 A JP 2678890A JP 2678890 A JP2678890 A JP 2678890A JP 2930351 B2 JP2930351 B2 JP 2930351B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はNF3（三フッ化窒素）の製造法に関する。NF3
は通常無色のガスであり、その沸点は約−129℃であ
る。NF3は、従来、例えば高エネルギー燃料の酸化剤、
あるいはフルオロオレフィンの調製におけるフッ素源と
して賞用されてきたが、近年は半導体製造工程において
残渣を残さないドライエッチングガスとして、またCVD
（化学気相成長法）装置のクリーニングガスとしての有
用性が注目されている。
は通常無色のガスであり、その沸点は約−129℃であ
る。NF3は、従来、例えば高エネルギー燃料の酸化剤、
あるいはフルオロオレフィンの調製におけるフッ素源と
して賞用されてきたが、近年は半導体製造工程において
残渣を残さないドライエッチングガスとして、またCVD
（化学気相成長法）装置のクリーニングガスとしての有
用性が注目されている。
従来の技術及びその問題点 従来よりNF3の製造のために種々の方法が提案されて
きている。例えば特公昭55−8926号公報にはアンモニア
酸フッ化物を溶融状態で気相状フッ素と反応させる化学
法が記載開示されている。
きている。例えば特公昭55−8926号公報にはアンモニア
酸フッ化物を溶融状態で気相状フッ素と反応させる化学
法が記載開示されている。
また特公昭62−21724号公報には、固定状金属フッ化
物のアンモニウム錯体と気相状フッ素とを室温以上の温
度で気固反応させる方法が記載されている。
物のアンモニウム錯体と気相状フッ素とを室温以上の温
度で気固反応させる方法が記載されている。
しかしながら、これらの従来の方法は、いずれも工程
的に複雑である。特に前者の方法は溶融塩中での気液反
応であるため、反応制御が困難であり、さらには装置の
腐食が激しく、装置の詰りが不可避的に生ずる等、実用
的には問題がある。またいずれの方法も、アンモニア基
準及びフッ素基準の両方についてのNF3収率が低く工業
的に受け入れられるには充分な方法とはいえないもので
ある。
的に複雑である。特に前者の方法は溶融塩中での気液反
応であるため、反応制御が困難であり、さらには装置の
腐食が激しく、装置の詰りが不可避的に生ずる等、実用
的には問題がある。またいずれの方法も、アンモニア基
準及びフッ素基準の両方についてのNF3収率が低く工業
的に受け入れられるには充分な方法とはいえないもので
ある。
またNF3の製造法として、電解法がある。
電解法においては酸性フッ化アンモニウムまたはフッ
化アンモニウムとフッ化水素を原料とするNH4F・HF系や
これに更に酸性フッ化カリウムまたはフッ化カリウムを
原料として加えたKF・NH4F・HF系で溶融塩電解を行いNF
3を製造する場合があるが、いずれの場合も電解槽の陽
極からはNF3ガスが発生し、陰極からH2ガスが発生す
る。このNF3とH2は混合すると爆発を引き起こす。従っ
て、その運転法に種々の工夫をする必要がある。
化アンモニウムとフッ化水素を原料とするNH4F・HF系や
これに更に酸性フッ化カリウムまたはフッ化カリウムを
原料として加えたKF・NH4F・HF系で溶融塩電解を行いNF
3を製造する場合があるが、いずれの場合も電解槽の陽
極からはNF3ガスが発生し、陰極からH2ガスが発生す
る。このNF3とH2は混合すると爆発を引き起こす。従っ
て、その運転法に種々の工夫をする必要がある。
発明の目的 本発明の目的は、上記従来法の欠点を排除し、爆発の
危険がなく、特別な装置を必要とせず、効率よくNF3を
製造することである。
危険がなく、特別な装置を必要とせず、効率よくNF3を
製造することである。
問題点を解決するための手段 本発明は、金属フッ化物と無機アンモニウム塩との混
合物を元素状フッ素と反応させることからなる、容易か
つ極めて効率的にNF3を製造する方法を提供する。
合物を元素状フッ素と反応させることからなる、容易か
つ極めて効率的にNF3を製造する方法を提供する。
本発明で使用しうる金属フッ化物の例として、N,Na,C
u,Ca,Zn,Al,Sn,Pb,Mn,Ni,Co,Fe等のフッ化物を挙げるこ
とができるが、このうち特に好ましいものはNaF,CaF2,F
eF3である。
u,Ca,Zn,Al,Sn,Pb,Mn,Ni,Co,Fe等のフッ化物を挙げるこ
とができるが、このうち特に好ましいものはNaF,CaF2,F
eF3である。
本発明で使用しうる無機アンモニウム塩の例として、
（NH4）2SO4,（NH4）2CO3,NH4NO3,NH4F,NH4Cl,NH4Br,NH
4I等を挙げることができる。
（NH4）2SO4,（NH4）2CO3,NH4NO3,NH4F,NH4Cl,NH4Br,NH
4I等を挙げることができる。
金属フッ化物と無機アンモニウム塩との混合比は任意
でよいが、好ましくは金属フッ化物と無機アンモニウム
塩との重量比を約2:1のようにして、金属フッ化物過剰
で反応を実施する。
でよいが、好ましくは金属フッ化物と無機アンモニウム
塩との重量比を約2:1のようにして、金属フッ化物過剰
で反応を実施する。
一般に反応温度は常温付近またはそれ以上であればよ
いが、反応速度を考慮すれば約50℃以上が好ましく、そ
して生成NF3の分解を防止するには約450℃以下とするの
が好ましい。反応速度、熱エネルギー消費量及びその他
の操業因子を併せ考慮すれば、実用的な反応温度は約10
0〜200℃の範囲であるのが好適である。
いが、反応速度を考慮すれば約50℃以上が好ましく、そ
して生成NF3の分解を防止するには約450℃以下とするの
が好ましい。反応速度、熱エネルギー消費量及びその他
の操業因子を併せ考慮すれば、実用的な反応温度は約10
0〜200℃の範囲であるのが好適である。
フッ素ガスは希釈せずに供給、使用しても良いが、反
応速度あるいは反応温度のコントロールを容易にするに
は、予めNF3やNF等の反応生成物、または窒素、ヘリウ
ム、アルゴン等の不活性ガス、あるいは空気で希釈して
から反応工程に供給することもできる。希釈の程度は特
に制限されないが、使用される金属フッ化物及びアンモ
ニウム塩の種類及び量（相対量）、ならびに反応温度等
の諸条件を考慮して容易に決定できる。
応速度あるいは反応温度のコントロールを容易にするに
は、予めNF3やNF等の反応生成物、または窒素、ヘリウ
ム、アルゴン等の不活性ガス、あるいは空気で希釈して
から反応工程に供給することもできる。希釈の程度は特
に制限されないが、使用される金属フッ化物及びアンモ
ニウム塩の種類及び量（相対量）、ならびに反応温度等
の諸条件を考慮して容易に決定できる。
本発明を実施するための反応器は静置型のバッチ式反
応器でも連続式反応器でも良く、原料である金属フッ化
物と無機アンモニウム塩はあらかじめ混合したものを回
分的にあるいは連続的に仕込んでも或いは両者を別々に
仕込み、反応器中で混合しつつ反応させても良い。
応器でも連続式反応器でも良く、原料である金属フッ化
物と無機アンモニウム塩はあらかじめ混合したものを回
分的にあるいは連続的に仕込んでも或いは両者を別々に
仕込み、反応器中で混合しつつ反応させても良い。
実 施 例 以下実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１ 内径100mmφ長さ1000mmのニッケル製回分反応器にフ
ッ化ナトリウム1Kg,塩化アンモニウム0.3Kgを仕込み外
部ヒーターで120℃に昇温後、窒素で35vol％に希釈した
フッ素を４/minの割合で６時間連続送入した。
ッ化ナトリウム1Kg,塩化アンモニウム0.3Kgを仕込み外
部ヒーターで120℃に昇温後、窒素で35vol％に希釈した
フッ素を４/minの割合で６時間連続送入した。
反応生成ガスは20％水酸化カリウム水溶液で充分洗浄
し副生HFを除去後、活性アルミナゲル充填塔を通して水
分を除いたものを定時的にサンプリングしてガスクロマ
トグラフィーで分析し、その平均組成を求めた。
し副生HFを除去後、活性アルミナゲル充填塔を通して水
分を除いたものを定時的にサンプリングしてガスクロマ
トグラフィーで分析し、その平均組成を求めた。
平均組成 O2 0.4％ N2 86.7％ NF3 12.9％ 塩化アンモニウム基準のNF3選択率 96.9％ 実施例２ 実施例１と同じ反応器にフッ化ナトリウム1.5Kg、ヨ
ウ化アンモニウム0.7Kgの混合物を仕込み、120℃に昇温
後窒素で50vol％に希釈したフッ素を３/minの割合で
4.5時間連続送入した。反応生成ガスの処理は実施例１
と同じに行なった。
ウ化アンモニウム0.7Kgの混合物を仕込み、120℃に昇温
後窒素で50vol％に希釈したフッ素を３/minの割合で
4.5時間連続送入した。反応生成ガスの処理は実施例１
と同じに行なった。
平均組成 O2 0.6％ N2 81.3％ NF3 18.1％ ヨウ化アンモニウム基準のNF3選択率 90.5％ 実施例３ 実施例１と同じ反応器にフッ化カルシウム1.5Kg、ヨ
ウ化アンモニウム0.5Kgを仕込み、150℃に昇温後、窒素
で50％vol％に希釈したフッ素を３/minの割合の３時
間連続送入した。反応生成ガスの処理は実施例１と同じ
に行なった。
ウ化アンモニウム0.5Kgを仕込み、150℃に昇温後、窒素
で50％vol％に希釈したフッ素を３/minの割合の３時
間連続送入した。反応生成ガスの処理は実施例１と同じ
に行なった。
平均組成 O2 0.1％ N2 79.9％ NF3 20.2％ ヨウ化アンモニウム基準のNF3選択率 91.0％ 実施例４ 実施例１と同じ反応器にフッ化鉄1.5Kg、塩化アンモ
ニウム0.6Kgを仕込み、90℃に昇温後、100％フッ素を１
/minの割合で5.5時間連続送入した。反応生成ガスの
処理は実施例１と同じに行なった。
ニウム0.6Kgを仕込み、90℃に昇温後、100％フッ素を１
/minの割合で5.5時間連続送入した。反応生成ガスの
処理は実施例１と同じに行なった。
平均組成 O2 0.4％ N2 18.9％ NF3 80.7％ 塩化アンモニウム基準NF3選択率 80.7％ 実施例５ 実施例１と同じ反応器にフッ化カルシウム1.0Kg、フ
ッ化アンモニウム0.2Kgを仕込み180℃に昇温後、窒素で
50％に希釈したフッ素を３/minの割合で４時間連続送
入した。反応生成ガスの処理は、実施例１と同じに行な
った。
ッ化アンモニウム0.2Kgを仕込み180℃に昇温後、窒素で
50％に希釈したフッ素を３/minの割合で４時間連続送
入した。反応生成ガスの処理は、実施例１と同じに行な
った。
平均組成 O2 0.4％ N2 75.8％ NF3 23.8％ フッ化アンモニウム基準のNF3選択率 95.2％ 発明の効果 本発明方法によれば、三フッ化窒素（NF3）が容易か
つ効率的な操作でかつ著しい高い選択率で生成され、従
って本発明の実用的及び経済的価値は極めて高いもので
ある。
つ効率的な操作でかつ著しい高い選択率で生成され、従
って本発明の実用的及び経済的価値は極めて高いもので
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 明 群馬県渋川市金井425番地 開東電化工 業株式会社研究開発センター内 (56)参考文献 特開 昭60−71503（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C01B 21/083
Claims (1)
- 【請求項１】金属フッ化物と無機アンモニウム塩との混
合物を元素状フッ素と反応させることからなるNF3の製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2678890A JP2930351B2 (ja) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | Ｎｆ▲下３▼の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2678890A JP2930351B2 (ja) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | Ｎｆ▲下３▼の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03232710A JPH03232710A (ja) | 1991-10-16 |
| JP2930351B2 true JP2930351B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=12203055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2678890A Expired - Lifetime JP2930351B2 (ja) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | Ｎｆ▲下３▼の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2930351B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5637285A (en) * | 1996-01-30 | 1997-06-10 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for nitrogen trifluoride synthesis |
| RU2182556C1 (ru) * | 2001-09-28 | 2002-05-20 | Зао "Астор-Электроникс" | Способ получения трифторида азота |
| US7128885B2 (en) * | 2002-12-23 | 2006-10-31 | The Boc Group, Inc. | NF3 production reactor |
-
1990
- 1990-02-06 JP JP2678890A patent/JP2930351B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03232710A (ja) | 1991-10-16 |
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