JP3324799B2 - 希ガスの精製方法 - Google Patents
希ガスの精製方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、希ガスの精製方法に関
し、さらに詳細にはヘリウム、ネオン、アルゴン、クリ
プトン、キセノンなどの零族元素、すなわち、希ガス中
の不純物を金属ゲッターにて効率よく除去し、精製する
ための希ガスの精製方法に関する。希ガス類は、その化
学的性質が似通っているため、いずれの希ガスもゲッタ
ーを用いて精製することが常法となっている。希ガス中
でヘリウムやアルゴンは近年目覚しく発展しつつある半
導体製造工業で盛んに用いられており、その純度向上へ
の要求はますます強くなっている。また、ネオン、クリ
プトン、キセノンは特殊なランプなどを製造するために
不可欠のガスであり、これらのガスは特に高価なことも
あって、一度使用したガスを循環して使うことが多い。
この場合には循環ガス中の不純物を除去して高純度に精
製することも必要である。このため、希ガス中に、ｐｐ
ｍオーダーで存在する窒素、炭化水素、一酸化炭素、二
酸化炭素、酸素、水素および水蒸気などをｐｐｂオーダ
ーまで除去して高純度に精製することが望まれている。
し、さらに詳細にはヘリウム、ネオン、アルゴン、クリ
プトン、キセノンなどの零族元素、すなわち、希ガス中
の不純物を金属ゲッターにて効率よく除去し、精製する
ための希ガスの精製方法に関する。希ガス類は、その化
学的性質が似通っているため、いずれの希ガスもゲッタ
ーを用いて精製することが常法となっている。希ガス中
でヘリウムやアルゴンは近年目覚しく発展しつつある半
導体製造工業で盛んに用いられており、その純度向上へ
の要求はますます強くなっている。また、ネオン、クリ
プトン、キセノンは特殊なランプなどを製造するために
不可欠のガスであり、これらのガスは特に高価なことも
あって、一度使用したガスを循環して使うことが多い。
この場合には循環ガス中の不純物を除去して高純度に精
製することも必要である。このため、希ガス中に、ｐｐ
ｍオーダーで存在する窒素、炭化水素、一酸化炭素、二
酸化炭素、酸素、水素および水蒸気などをｐｐｂオーダ
ーまで除去して高純度に精製することが望まれている。
【０００２】
【従来の技術】希ガス中ではアルゴンの使用量が圧倒的
に多いため、従来技術では一般的にアルゴンの精製方法
を中心に検討されている。そしてこれらの結果は、その
まま他の希ガスの精製にも応用しうることはよく知られ
ている。従来、金属ゲッターを用いる希ガスの精製方法
としてチタンおよびチタン系合金を使用し、窒素、炭化
水素、一酸化炭素、二酸化炭素、酸素、水素、水蒸気な
どを除去する方法が用いられてきたが、ゲッター材の温
度を１０００℃程度の高温として接触させる必要があっ
たため、精製筒などに使用できる材質は、耐熱性の問題
から実質的に石英に限定され、加圧下で使用する場合に
は破損の虞れがあるなど安全上の心配があった。そのた
め、チタンおよびチタン系合金をゲッター材として使用
した精製装置は減少し、代わって低温化を目的として、
ジルコニウム、ジルコニウム系合金をゲッター材に使用
した精製装置の開発が試みられてきた。これらのゲッタ
ーを用いることによって精製装置の操作温度を４００〜
７００℃に低温化することができ、精製装置にステンレ
ス鋼などの使用が可能となるため、加圧下においても安
全性に対する心配が解消されると同時に高温では除去さ
れ難い水素の除去能力も向上するという利点がある。
に多いため、従来技術では一般的にアルゴンの精製方法
を中心に検討されている。そしてこれらの結果は、その
まま他の希ガスの精製にも応用しうることはよく知られ
ている。従来、金属ゲッターを用いる希ガスの精製方法
としてチタンおよびチタン系合金を使用し、窒素、炭化
水素、一酸化炭素、二酸化炭素、酸素、水素、水蒸気な
どを除去する方法が用いられてきたが、ゲッター材の温
度を１０００℃程度の高温として接触させる必要があっ
たため、精製筒などに使用できる材質は、耐熱性の問題
から実質的に石英に限定され、加圧下で使用する場合に
は破損の虞れがあるなど安全上の心配があった。そのた
め、チタンおよびチタン系合金をゲッター材として使用
した精製装置は減少し、代わって低温化を目的として、
ジルコニウム、ジルコニウム系合金をゲッター材に使用
した精製装置の開発が試みられてきた。これらのゲッタ
ーを用いることによって精製装置の操作温度を４００〜
７００℃に低温化することができ、精製装置にステンレ
ス鋼などの使用が可能となるため、加圧下においても安
全性に対する心配が解消されると同時に高温では除去さ
れ難い水素の除去能力も向上するという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなゲッター材
としては、例えば特開昭６２−３００８号公報における
Ｚｒ−Ｖ−Ｆｅ三元合金を用いた精製装置などが知られ
ており、精製温度が低温化できる。しかしながら、この
ゲッターは不純物の除去能力が比較的小さく、特に窒
素、炭化水素の除去能力が小さいため、装置が大きくな
り、広い設置空間を要するばかりでなく、装置の製作コ
ストが高くなるなどの欠点があった。また、特開平２−
１１８０４５号公報ではＺｒ−Ａｌ−Ｖ三元合金ゲッタ
ー、また、英国特許１３７０２０８号ではＺｒ−Ｔｉ−
Ｎｉ三元合金の使用が示されている。しかしながら、こ
れらはいずれも水素除去能力は大きいものの窒素、炭化
水素の除去能力が比較的小さいという欠点があった。さ
らに、二元合金ゲッターとして、米国特許２，９２６，
９８１号にはＺｒ−Ｔｉ合金が推奨されているが、４０
０℃付近ではＺｒ、Ｔｉ単独に比べて酸素の吸収は速い
ものの他の不純物の吸収速度が遅いという欠点があっ
た。また、米国特許４，０７１，３３５号ではＺｒ−Ｎ
ｉ合金の使用が提案されている。しかしながら、この合
金を用いた場合、水素と水分の除去性能はよいが窒素、
炭化水素の除去性能が小さい。また、米国特許４，３０
６，８８７号ではＺｒ−Ｆｅについて記述されている
が、これも窒素、炭化水素の除去能力が極めて小さいな
どの欠点があった。
としては、例えば特開昭６２−３００８号公報における
Ｚｒ−Ｖ−Ｆｅ三元合金を用いた精製装置などが知られ
ており、精製温度が低温化できる。しかしながら、この
ゲッターは不純物の除去能力が比較的小さく、特に窒
素、炭化水素の除去能力が小さいため、装置が大きくな
り、広い設置空間を要するばかりでなく、装置の製作コ
ストが高くなるなどの欠点があった。また、特開平２−
１１８０４５号公報ではＺｒ−Ａｌ−Ｖ三元合金ゲッタ
ー、また、英国特許１３７０２０８号ではＺｒ−Ｔｉ−
Ｎｉ三元合金の使用が示されている。しかしながら、こ
れらはいずれも水素除去能力は大きいものの窒素、炭化
水素の除去能力が比較的小さいという欠点があった。さ
らに、二元合金ゲッターとして、米国特許２，９２６，
９８１号にはＺｒ−Ｔｉ合金が推奨されているが、４０
０℃付近ではＺｒ、Ｔｉ単独に比べて酸素の吸収は速い
ものの他の不純物の吸収速度が遅いという欠点があっ
た。また、米国特許４，０７１，３３５号ではＺｒ−Ｎ
ｉ合金の使用が提案されている。しかしながら、この合
金を用いた場合、水素と水分の除去性能はよいが窒素、
炭化水素の除去性能が小さい。また、米国特許４，３０
６，８８７号ではＺｒ−Ｆｅについて記述されている
が、これも窒素、炭化水素の除去能力が極めて小さいな
どの欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段、作用】本発明者らはこれ
ら従来技術の欠点を解決し、低温において、一般に除去
が困難とされる炭化水素、窒素を含めて希ガス中の各不
純物を１０ｐｐｂ以下、さらには１ｐｐｂ以下まで除去
できるとともに、長時間連続に精製でき、かつ、小型で
安全性の高い精製方法を得るべく鋭意研究を重ねた結
果、ジルコニウムを主成分とし、バナジウムとタングス
テンを添加した合金ゲッターを使用することによリ、低
温においても窒素、炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭
素、酸素、水素、水蒸気などが効率よく除去されること
を見い出し本発明を完成した。
ら従来技術の欠点を解決し、低温において、一般に除去
が困難とされる炭化水素、窒素を含めて希ガス中の各不
純物を１０ｐｐｂ以下、さらには１ｐｐｂ以下まで除去
できるとともに、長時間連続に精製でき、かつ、小型で
安全性の高い精製方法を得るべく鋭意研究を重ねた結
果、ジルコニウムを主成分とし、バナジウムとタングス
テンを添加した合金ゲッターを使用することによリ、低
温においても窒素、炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭
素、酸素、水素、水蒸気などが効率よく除去されること
を見い出し本発明を完成した。
【０００５】すなわち本発明は、希ガスをジルコニウ
ム、バナジウムおよびタングステンからなる三元合金の
ゲッター材と加熱下に接触させて、該希ガス中に含まれ
る不純物を除去することを特徴とする希ガスの精製方法
である。本発明はヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプ
トン、キセノンなどの希ガス中に含まれる窒素、炭化水
素、一酸化炭素、二酸化炭素、酸素、水素および水蒸気
などの不純物を除去し、高純度希ガスの精製を得るため
に用いられる。
ム、バナジウムおよびタングステンからなる三元合金の
ゲッター材と加熱下に接触させて、該希ガス中に含まれ
る不純物を除去することを特徴とする希ガスの精製方法
である。本発明はヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプ
トン、キセノンなどの希ガス中に含まれる窒素、炭化水
素、一酸化炭素、二酸化炭素、酸素、水素および水蒸気
などの不純物を除去し、高純度希ガスの精製を得るため
に用いられる。
【０００６】本発明において、ゲッター材にはジルコニ
ウム、バナジウムおよびタングステンからなる三元合金
が使用される。合金の組成としては、合金１００重量部
のうち、バナジウム５〜４０重量部、好ましくは１０〜
３０重量部、タングステンが２〜３０重量部、好ましく
は５〜２０重量部で残部がジルコニウムからなる。バナ
ジウムが５重量部よりも少ないと窒素除去能力は低下
し、４０重量部よりも多くなると高価となるばかりでな
くメタン除去能力も低下する。また、タングステンの含
有量が３０重量部を超えるとメタン、窒素除去能力が低
下するばかりでなく合金の粉砕が困難となる。さらにタ
ングステンの含有量が２重量部よりも少なくなるとメタ
ンの除去能力が低下する。これらの合金を得るためのバ
ナジウムとしては、例えば、市販の純度９５％以上の金
属バナジウムが、またジルコニウムとしては、市販のス
ポンジジルコニウムなどが好適である。また、タングス
テンも市販の試薬粉末を使用することができる。
ウム、バナジウムおよびタングステンからなる三元合金
が使用される。合金の組成としては、合金１００重量部
のうち、バナジウム５〜４０重量部、好ましくは１０〜
３０重量部、タングステンが２〜３０重量部、好ましく
は５〜２０重量部で残部がジルコニウムからなる。バナ
ジウムが５重量部よりも少ないと窒素除去能力は低下
し、４０重量部よりも多くなると高価となるばかりでな
くメタン除去能力も低下する。また、タングステンの含
有量が３０重量部を超えるとメタン、窒素除去能力が低
下するばかりでなく合金の粉砕が困難となる。さらにタ
ングステンの含有量が２重量部よりも少なくなるとメタ
ンの除去能力が低下する。これらの合金を得るためのバ
ナジウムとしては、例えば、市販の純度９５％以上の金
属バナジウムが、またジルコニウムとしては、市販のス
ポンジジルコニウムなどが好適である。また、タングス
テンも市販の試薬粉末を使用することができる。
【０００７】これらの金属は所定の混合比率に混合され
た後、真空電子ビーム溶解、アルゴンアーク溶解、また
は、真空あるいは不活性ガス雰囲気での高周波加熱溶解
および抵抗加熱溶解などにより合金化することができ
る。また、バナジウム、ジルコニウムの二元合金にさら
にタングステンを添加して加熱溶解してもよい。ここで
得られた合金は接触効率、反応率を向上させるためにボ
ールミル、ジョークラッシャー、ロールミルなどの機械
的粉砕により２０〜１５０メッシュ程度に粉砕するか、
あるいは２００メッシュ以下の微細粒とした後にペレッ
ト状に成形して用いられる。
た後、真空電子ビーム溶解、アルゴンアーク溶解、また
は、真空あるいは不活性ガス雰囲気での高周波加熱溶解
および抵抗加熱溶解などにより合金化することができ
る。また、バナジウム、ジルコニウムの二元合金にさら
にタングステンを添加して加熱溶解してもよい。ここで
得られた合金は接触効率、反応率を向上させるためにボ
ールミル、ジョークラッシャー、ロールミルなどの機械
的粉砕により２０〜１５０メッシュ程度に粉砕するか、
あるいは２００メッシュ以下の微細粒とした後にペレッ
ト状に成形して用いられる。
【０００８】本発明において精製筒は、１００〜６００
℃、好ましくは３００〜５００℃に加熱した状態で使用
され、これに原料希ガスを流すことによって原料希ガス
中に存在する不純物をゲッター材との反応によって捕
捉、除去することにより希ガスは高純度に精製される。
ゲッタ−材は１００℃以上で使用可能であるが、メタ
ン、窒素の除去能を高めるには、３００〜５００℃が好
ましい。また、ゲッター材の温度が、６００℃以上にな
ると、水素除去能が低下する。これらのゲッター材は希
ガスの精製に先立って予め真空中、または希ガス中にお
いて、例えば５００〜７００℃程度に加熱して、１０〜
１０００分間活性化処理を施すことが好ましい。
℃、好ましくは３００〜５００℃に加熱した状態で使用
され、これに原料希ガスを流すことによって原料希ガス
中に存在する不純物をゲッター材との反応によって捕
捉、除去することにより希ガスは高純度に精製される。
ゲッタ−材は１００℃以上で使用可能であるが、メタ
ン、窒素の除去能を高めるには、３００〜５００℃が好
ましい。また、ゲッター材の温度が、６００℃以上にな
ると、水素除去能が低下する。これらのゲッター材は希
ガスの精製に先立って予め真空中、または希ガス中にお
いて、例えば５００〜７００℃程度に加熱して、１０〜
１０００分間活性化処理を施すことが好ましい。
【０００９】さらに、より炭化水素を効率良く除去する
ために白金ーパラジウム触媒などを用いてゲッター材と
接触させる前に、予め炭化水素を分解する方法を併用し
てもよい。次に本発明を図面により例示して、具体的に
説明する。図１は本発明の希ガスの精製装置のフローシ
ートである。図１において、ガスの入口１および出口２
を有し、ゲッター材３が充填され、かつ、加熱用ヒータ
ー４が配設された精製筒５の入口１には原料希ガス供給
管６が接続され、出口２には冷却管７が接続されてい
る。また、冷却管７の下流には精製ガスの抜出し管８が
接続されている。希ガスの精製に際しては、加熱用ヒー
ター４で精製筒５を所定の温度に加熱した状態で、原料
希ガスが供給管６から入口１を経て精製筒内に供給され
る。精製筒に入った希ガスはゲッター材３と接触するこ
とにより、不純物がゲッター材３と反応して除去され
る。不純物が除去された希ガスは、出口２を経て冷却管
７に入り、ここで所定の温度にまで冷却された後、精製
ガスの抜出し管８を経由して抜き出され、目的の用途に
供される。
ために白金ーパラジウム触媒などを用いてゲッター材と
接触させる前に、予め炭化水素を分解する方法を併用し
てもよい。次に本発明を図面により例示して、具体的に
説明する。図１は本発明の希ガスの精製装置のフローシ
ートである。図１において、ガスの入口１および出口２
を有し、ゲッター材３が充填され、かつ、加熱用ヒータ
ー４が配設された精製筒５の入口１には原料希ガス供給
管６が接続され、出口２には冷却管７が接続されてい
る。また、冷却管７の下流には精製ガスの抜出し管８が
接続されている。希ガスの精製に際しては、加熱用ヒー
ター４で精製筒５を所定の温度に加熱した状態で、原料
希ガスが供給管６から入口１を経て精製筒内に供給され
る。精製筒に入った希ガスはゲッター材３と接触するこ
とにより、不純物がゲッター材３と反応して除去され
る。不純物が除去された希ガスは、出口２を経て冷却管
７に入り、ここで所定の温度にまで冷却された後、精製
ガスの抜出し管８を経由して抜き出され、目的の用途に
供される。
【００１０】
実施例１ ゲッター材の原料として、市販のスポンジジルコニウム
と塊状バナジウム（純度９５％以上）および粉末タング
ステンを用い、合金１００重量部のうち、ジルコニウム
７５重量部、バナジウム２０重量部、タングステン５重
量部となるように混合した後、高周波溶解をおこない、
重量約２０００ｇの合金を得た。この合金をアルゴンガ
ス雰囲気としたボールミルを用いて粉砕し、２０〜１５
０メッシュのものをふるい分けて三元合金のゲッター材
を調製した。第１図で示したと同様の構成の精製装置
で、精製筒として外径２７．２ｍｍ、内径２３ｍｍのス
テンレス管にゲッター材を３００ｍｍ（充填密度、３．
８ｇ／ｍｌ）充填し、アルゴンガスを流しながら７２０
℃で３時間加熱してゲッター材の活性化処理をおこなっ
た。次に、精製筒外部に取り付けたマイクロシースヒー
ターで４００℃に温度調節しながら、マスフローコント
ローラーを用いて不純物濃度が、窒素５０ｐｐｍ、メタ
ン１ｐｐｍ、一酸化炭素１ｐｐｍ、二酸化炭素１ｐｐ
ｍ、酸素１ｐｐｍ、水素１ｐｐｍ、水蒸気２６ｐｐｍと
なるよう不純物を添加したアルゴンガスを３．３ＮＬ／
ｍｉｎ、ゲージ圧力４ｋｇｆ／ｃｍ2 で供給しながら精
製テストをおこなった。原料ガス中の各不純物濃度はＦ
ＩＤガスクロマトグラフによりメタン、一酸化炭素およ
び二酸化炭素を、ＴＣＤガスクロマトグラフにより水素
および窒素を、またハーシェｐｐｂ酸素分析計により酸
素を、さらにパナメトリック露点計により水蒸気を、そ
れぞれ分析した。また、精製ガス中の各不純物濃度は、
日立東京エレクトロニクス社製大気圧イオン化質量分析
装置によりメタン、二酸化炭素、酸素、および水蒸気
を、ＴＣＤガスクロマトグラフにより窒素を、米国トレ
ースアナラティカル社製のＲＧＡ３で水素および一酸化
炭素をそれぞれ分析した。その結果、窒素を除き、精製
ガス中の各不純物濃度は、いずれも１ＰＰｂ以下であっ
た。また、窒素についてはＴＣＤガスクロマトグラフの
検出下限界値の２ｐｐｍ以下であった。そのまま精製を
続けたところ最初にメタンが破過し、次に窒素が破過し
た。精製を始めてから破過までの時間を表１に示す。
と塊状バナジウム（純度９５％以上）および粉末タング
ステンを用い、合金１００重量部のうち、ジルコニウム
７５重量部、バナジウム２０重量部、タングステン５重
量部となるように混合した後、高周波溶解をおこない、
重量約２０００ｇの合金を得た。この合金をアルゴンガ
ス雰囲気としたボールミルを用いて粉砕し、２０〜１５
０メッシュのものをふるい分けて三元合金のゲッター材
を調製した。第１図で示したと同様の構成の精製装置
で、精製筒として外径２７．２ｍｍ、内径２３ｍｍのス
テンレス管にゲッター材を３００ｍｍ（充填密度、３．
８ｇ／ｍｌ）充填し、アルゴンガスを流しながら７２０
℃で３時間加熱してゲッター材の活性化処理をおこなっ
た。次に、精製筒外部に取り付けたマイクロシースヒー
ターで４００℃に温度調節しながら、マスフローコント
ローラーを用いて不純物濃度が、窒素５０ｐｐｍ、メタ
ン１ｐｐｍ、一酸化炭素１ｐｐｍ、二酸化炭素１ｐｐ
ｍ、酸素１ｐｐｍ、水素１ｐｐｍ、水蒸気２６ｐｐｍと
なるよう不純物を添加したアルゴンガスを３．３ＮＬ／
ｍｉｎ、ゲージ圧力４ｋｇｆ／ｃｍ2 で供給しながら精
製テストをおこなった。原料ガス中の各不純物濃度はＦ
ＩＤガスクロマトグラフによりメタン、一酸化炭素およ
び二酸化炭素を、ＴＣＤガスクロマトグラフにより水素
および窒素を、またハーシェｐｐｂ酸素分析計により酸
素を、さらにパナメトリック露点計により水蒸気を、そ
れぞれ分析した。また、精製ガス中の各不純物濃度は、
日立東京エレクトロニクス社製大気圧イオン化質量分析
装置によりメタン、二酸化炭素、酸素、および水蒸気
を、ＴＣＤガスクロマトグラフにより窒素を、米国トレ
ースアナラティカル社製のＲＧＡ３で水素および一酸化
炭素をそれぞれ分析した。その結果、窒素を除き、精製
ガス中の各不純物濃度は、いずれも１ＰＰｂ以下であっ
た。また、窒素についてはＴＣＤガスクロマトグラフの
検出下限界値の２ｐｐｍ以下であった。そのまま精製を
続けたところ最初にメタンが破過し、次に窒素が破過し
た。精製を始めてから破過までの時間を表１に示す。
【００１１】実施例２ ゲッター材の組成が合金１００重量部のうち、ジルコニ
ウム７０重量部、バナジウム２０重量部、タングステン
１０重量部となるように混合した他は実施例１と同様に
して、精製テストをおこなった。その結果、精製ガス中
の不純物濃度は、実施例１と同様であった。窒素および
メタンの破過までの時間を表１に示す。
ウム７０重量部、バナジウム２０重量部、タングステン
１０重量部となるように混合した他は実施例１と同様に
して、精製テストをおこなった。その結果、精製ガス中
の不純物濃度は、実施例１と同様であった。窒素および
メタンの破過までの時間を表１に示す。
【００１２】実施例３ ゲッター材の組成を、合金１００重量部のうち、ジルコ
ニウム６５重量部、バナジウム２０重量部、タングステ
ン１５重量部として、アルゴンアーク溶解をおこない、
重量約５００ｇの合金を得た他は実施例１と同様にし
て、精製テストをおこなった。その結果、精製ガス中の
不純物濃度は実施例１と同様であった。窒素およびメタ
ンの破過までの時間を表１に示す。
ニウム６５重量部、バナジウム２０重量部、タングステ
ン１５重量部として、アルゴンアーク溶解をおこない、
重量約５００ｇの合金を得た他は実施例１と同様にし
て、精製テストをおこなった。その結果、精製ガス中の
不純物濃度は実施例１と同様であった。窒素およびメタ
ンの破過までの時間を表１に示す。
【００１３】実施例４ ゲッター材の組成が合金１００重量部のうち、ジルコニ
ウム８０重量部、バナジウム１５重量部、タングステン
５重量部となるように混合し、また精製テストガスをＨ
ｅとした他は実施例１と同様にして、精製テストをおこ
なった。また、精製ガス中の各不純物濃度を日立東京エ
レクトロニクス大気圧イオン化質量分析装置によりメタ
ン、二酸化炭素、酸素、窒素および水蒸気を、米国トレ
ースアナラティカル社製のＲＧＡ３により水素および一
酸化炭素の分析をおこなった。その結果、精製ガス中の
各不純物濃度はいずれも１ｐｐｂ以下であった。そのま
ま精製を続けたところ、この場合にも最初にメタンが破
過し、次に窒素が破過した。精製を始めてから破過まで
の時間を表１に示す。
ウム８０重量部、バナジウム１５重量部、タングステン
５重量部となるように混合し、また精製テストガスをＨ
ｅとした他は実施例１と同様にして、精製テストをおこ
なった。また、精製ガス中の各不純物濃度を日立東京エ
レクトロニクス大気圧イオン化質量分析装置によりメタ
ン、二酸化炭素、酸素、窒素および水蒸気を、米国トレ
ースアナラティカル社製のＲＧＡ３により水素および一
酸化炭素の分析をおこなった。その結果、精製ガス中の
各不純物濃度はいずれも１ｐｐｂ以下であった。そのま
ま精製を続けたところ、この場合にも最初にメタンが破
過し、次に窒素が破過した。精製を始めてから破過まで
の時間を表１に示す。
【００１４】実施例５ ゲッター材の組成が合金１００重量部のうち、ジルコニ
ウム６５重量部、バナジウム３０重量部、タングステン
５重量部となるように混合した他は実施例１と同様に操
作してゲッター材を得た。このゲッター材の上流側にア
ルミナ担体に白金およびパラジウムを担持させた市販の
白金ーパラジウム触媒を１５０ｍｍ充填した他は実施例
１と同様にして、精製テストをおこなった。その結果、
精製ガス中の不純物濃度は実施例１と同様であった。窒
素およびメタンの破過までの時間を表１に示す。
ウム６５重量部、バナジウム３０重量部、タングステン
５重量部となるように混合した他は実施例１と同様に操
作してゲッター材を得た。このゲッター材の上流側にア
ルミナ担体に白金およびパラジウムを担持させた市販の
白金ーパラジウム触媒を１５０ｍｍ充填した他は実施例
１と同様にして、精製テストをおこなった。その結果、
精製ガス中の不純物濃度は実施例１と同様であった。窒
素およびメタンの破過までの時間を表１に示す。
【００１５】比較例１ ゲッター合金の組成を合金１００重量部のうち、ジルコ
ニウム７５重量部、バナジウム２０重量部、鉄５重量部
とした他は実施例１と同様にして精製テストをおこなっ
た。窒素およびメタンの破過までの時間を表１に示す。
ニウム７５重量部、バナジウム２０重量部、鉄５重量部
とした他は実施例１と同様にして精製テストをおこなっ
た。窒素およびメタンの破過までの時間を表１に示す。
【００１６】比較例２ ゲッター合金の組成を合金１００重量部のうち、ジルコ
ニウム８０重量部、バナジウム１０重量部、アルミニウ
ム10重量部とした他は実施例１と同様にして精製テスト
をおこなった。窒素およびメタンの破過までの時間を表
１に示す。
ニウム８０重量部、バナジウム１０重量部、アルミニウ
ム10重量部とした他は実施例１と同様にして精製テスト
をおこなった。窒素およびメタンの破過までの時間を表
１に示す。
【００１７】比較例３ ゲッター材の組成が合金１００重量部のうち、ジルコニ
ウム７０重量部、バナジウム３０重量部となるように混
合した他は実施例１と同様にして、精製テストをおこな
った。窒素およびメタンの破過までの時間を表１に示
す。
ウム７０重量部、バナジウム３０重量部となるように混
合した他は実施例１と同様にして、精製テストをおこな
った。窒素およびメタンの破過までの時間を表１に示
す。
【００１８】比較例４ ゲッター材の組成が合金１００重量部のうち、ジルコニ
ウム８０重量部、バナジウム２０重量部となるように混
合した他は実施例１と同様にして、精製テストをおこな
った。窒素およびメタンの破過までの時間を表１に示
す。
ウム８０重量部、バナジウム２０重量部となるように混
合した他は実施例１と同様にして、精製テストをおこな
った。窒素およびメタンの破過までの時間を表１に示
す。
【００１９】
【表１】 表１ 破 過 時 間 （時 間） 不純物成分 組 成 溶解法 メタン 窒 素 実施例１ Ｚｒ−Ｖ−Ｗ 高周波 １２５６ １３２５ ７５：２０：５ 実施例２ Ｚｒ−Ｖ−Ｗ 高周波 １６９０ １４８５ ７０：２０：１０ 実施例３ Ｚｒ−Ｖ−Ｗ Ａｒア−ク １７８２ １６６７ ６５：２０：１５ 実施例４ Ｚｒ−Ｖ−Ｗ 高周波 １３２５ １１８８ ８０：１５：５ 実施例５ Ｚｒ−Ｖ−Ｗ 高周波 ＞１８００ １１６７ ６５：３０：５ 比較例１ Ｚｒ−Ｖ−Ｆｅ 高周波 ６８５ ８２２ ７５：２０：５ 比較例２ Ｚｒ−Ｖ−Ａｌ 高周波 ７８ ９０ ８０：１０：１０ 比較例３ Ｚｒ−Ｖ 高周波 ７９９ １０４０ ７０：３０ 比較例４ Ｚｒ−Ｖ 高周波 ９８２ ８３２ ８０：２０
【００２０】
【発明の効果】本発明により、希ガス中の窒素、炭化水
素、一酸化炭素、二酸化炭素、酸素、水素、水蒸気など
の各不純物を１０ｐｐｂ以下、さらには１ｐｐｂ以下の
レベルまで精製できるとともに、占有体積当たりの不純
物除去能力、特に低温で除去が困難であった窒素、炭化
水素に対する除去能力が大幅に向上した為、長時間効率
良く不純物を除去することが可能になった。このため精
製装置は小型化でき、半導体製造工場のクリ−ンル−ム
内など費用負担の大きな場所への設置も容易となった。
また、低温化によりステンレス製など金属性の精製筒が
使用できるため、加圧状態下においても安全上の問題が
解消されると同時に、加熱用環状炉は不要で、マイクロ
シースヒーターなどによる簡便な加熱でよく、精製装置
のより一層の小型化やコストダウンが実現した。
素、一酸化炭素、二酸化炭素、酸素、水素、水蒸気など
の各不純物を１０ｐｐｂ以下、さらには１ｐｐｂ以下の
レベルまで精製できるとともに、占有体積当たりの不純
物除去能力、特に低温で除去が困難であった窒素、炭化
水素に対する除去能力が大幅に向上した為、長時間効率
良く不純物を除去することが可能になった。このため精
製装置は小型化でき、半導体製造工場のクリ−ンル−ム
内など費用負担の大きな場所への設置も容易となった。
また、低温化によりステンレス製など金属性の精製筒が
使用できるため、加圧状態下においても安全上の問題が
解消されると同時に、加熱用環状炉は不要で、マイクロ
シースヒーターなどによる簡便な加熱でよく、精製装置
のより一層の小型化やコストダウンが実現した。
【００２１】
【図１】希ガス精製装置のフローシート
１ 入口 ２ 出口 ３ ゲッター剤 ４ 加熱用ヒーター ５ 精製筒 ６ 原料希ガス供給管 ７ 冷却管 ８ 精製ガス抜出し管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｊ 20/02 Ｂ０１Ｊ 20/02 Ａ (56)参考文献 特開 昭62−3008（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−209710（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−4809（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01B 23/00 B01J 20/02 ＣＡ（ＳＴＮ)
Claims (5)
- 【請求項１】希ガスをジルコニウム、バナジウムおよび
タングステンからなる三元合金のゲッター材と加熱下に
接触させて、該希ガス中に含まれる不純物を除去するこ
とを特徴とする希ガスの精製方法。 - 【請求項２】希ガスがヘリウム、ネオン、アルゴン、ク
リプトンまたはキセノンである請求項１に記載の精製方
法。 - 【請求項３】 不純物が窒素、炭化水素、一酸化炭素、
二酸化炭素、酸素、水素および水蒸気から選ばれる１種
または２種以上である請求項１に記載の精製方法。 - 【請求項４】 ゲッター材の組成が１００重量部に対
し、バナジウム５〜４０重量部、タングステン２〜３０
重量部、残部がジルコニウムからなる三元合金である請
求項１に記載の精製方法。 - 【請求項５】希ガスとゲッター材の接触温度が１００〜
６００℃とされる請求項１に記載の精製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28847892A JP3324799B2 (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 希ガスの精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28847892A JP3324799B2 (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 希ガスの精製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06135707A JPH06135707A (ja) | 1994-05-17 |
| JP3324799B2 true JP3324799B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=17730730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28847892A Expired - Fee Related JP3324799B2 (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 希ガスの精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3324799B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1290451B1 (it) * | 1997-04-03 | 1998-12-03 | Getters Spa | Leghe getter non evaporabili |
| DE112006000279B4 (de) | 2005-01-14 | 2014-06-05 | Kyoto University | Verwendung einer gas absorbierenden substanz und einer gas absorbierenden legierung |
-
1992
- 1992-10-27 JP JP28847892A patent/JP3324799B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06135707A (ja) | 1994-05-17 |
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