JP3531403B2 - 過酸化水素水の精製方法 - Google Patents
過酸化水素水の精製方法Info
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Description
製方法に関するものである。更に詳しくは、本発明は、
不純物としてアニオン成分及び/又は金属成分を含む粗
過酸化水素水からアニオン成分及び/又は金属成分を除
去する過酸化水素水の精製方法であって、不純物である
アニオン成分及び/又は金属成分の濃度が極めて低く、
よって半導体の製造プロセスに最適に使用し得る高純度
の過酸化水素水を得ることができる過酸化水素水の精製
方法に関するものである。
ーの洗浄液の一成分として過酸化水素水が用いられる。
ここで用いられる過酸化水素水は、高度に清浄で純粋で
あることが要求される。特に、過酸化水素水に、硫酸塩
などのアニオン成分が存在するとウェハーへの金属付着
を増大させると言われており、鉄などの金属成分が付着
すると、得られる半導体の信頼性を著しく低下させる。
一方、半導体の信頼性に対する要求水準は、近年一層高
度なものとなりつつあり、そのためには各アニオン成分
及び金属成分の濃度を一層低い水準に制御された高純度
の過酸化水素水が必要とされている。
過酸化水素水をイオン交換樹脂と接触させ、不純物を吸
着除去する方法が知られている。しかしながら、従来の
方法により得られる過酸化水素水は、上記の高度な要求
水準に照らすとき、必ずしも満足し得るものとは言い難
いものであった。
解が起こり、カチオン塔を最後に使用した場合は硫酸塩
が、アニオン塔を最後に使用した場合には窒素成分の溶
出が不可避であり、高純度とは言い難い過酸化水素水し
か得られない。この影響をなくすために通液速度を速く
するという手段もあるが、この場合、不純物イオンのリ
ークが非常に早くなり、長時間使用できないという欠点
があった。またアニオン樹脂及びカチオン樹脂の混床に
して通液を行なうという方法もあるが、この場合、過酸
化水素水が分解、発泡するので安全性に問題があった。
本発明が解決しようとする課題は、不純物であるアニオ
ン成分及び金属成分の濃度が極めて低く、よって半導体
の製造プロセスに最適に使用し得る高純度の過酸化水素
水を得ることができる過酸化水素水の精製方法に存する
ものである。
題を解決すべく鋭意研究した結果、アニオン及びカチオ
ン樹脂(あるいはキレート樹脂)塔からなるイオン交換
装置を2組用いた上で、それぞれの塔への通液速度を変
えることにより、不純物濃度の極めて低い、高純度の過
酸化水素水を得ることができることを見出し、本発明を
完成するに至った。
ン成分及び/又は金属成分を含む粗過酸化水素水からア
ニオン成分及び/又は金属成分を除去する過酸化水素水
の精製方法であって、下記第一工程及び第二工程を含
み、第二工程における過酸化水素水の樹脂塔への通液空
間速度が第一工程における過酸化水素水の樹脂塔への通
液空間速度より大きい過酸化水素水の精製方法に係るも
のである。 第一工程:粗過酸化水素水を、アニオン交換樹脂塔及び
カチオン交換樹脂塔又はアニオン交換樹脂塔及びキレー
ト樹脂塔を通過させる工程 第二工程:第一工程で得た過酸化水素水を、アニオン交
換樹脂塔及びカチオン交換樹脂塔を通過させる工程
水素水としては、アントラキノン法などにより工業的に
製造された過酸化水素水を用いることができる。また工
業用過酸化水素水を吸着樹脂や逆浸透プロセス等を使用
して粗精製した比較的純度の高い過酸化水素水を用いて
もよい。過酸化水素水の濃度については、特に制限はな
いが、通常は1〜65重量%、好ましくは1〜40重量
%である。
特に限定はしないが、金属の除去性の点でスチレン系強
酸性型のものが好ましい。購入時の型としてはH型、N
a型のどちらでもよいが、H型のものを使用する方が前
処理として使用する鉱酸の使用量が低減される。キレー
ト樹脂を使用する場合は、金属の除去性の点でホスホン
酸型キレート樹脂を用いるのが好ましいが、コストの面
で割高なのでカチオン交換樹脂を用いる方が一般的であ
る。
ては、スチレン系強塩基性I型、同II型、スチレン系弱
塩基型などが用いられるが、第二工程のアニオン樹脂塔
にはスチレン系強塩基性I型アニオン交換樹脂を用いる
のが好ましい。購入時の型としてはOH型、Cl型のい
ずれを用いてもよいが、発泡を抑制するため最終的には
重炭酸型あるいは炭酸型に調製して用いられるのが一般
的である。
ン交換樹脂は発泡するため上昇流で、カチオン交換樹脂
(あるいはキレート樹脂)は下降流で通液するのが一般
的であり、より安全に過酸化水素水の精製を行なうこと
ができる。またアニオン樹脂、カチオン樹脂(あるいは
キレート樹脂)の通液順序については特に限定しない。
第一工程と第二工程で順序を入替えても差し支えない。
なお、イオン交換樹脂と過酸化水素水の接触温度は分解
を抑制するために、好ましくは30℃以下、より好まし
くは10℃以下で行なうのがよい。
度や粗過酸化水素水中の不純物量によってかわってくる
が、第二工程の通液速度が第一工程の通液速度よりも速
く行なうという条件さえ満たせば、特に限定はしない。
工業用過酸化水素水から精製する場合、第一工程のアニ
オン交換樹脂及びカチオン交換樹脂(あるいはキレート
樹脂)塔へは空間速度(以下SVとする。)で1〜5h
-1程度とし、ある程度の不純物を除去した後、第二工程
のアニオン及びカチオン交換樹脂塔へはSV=10h-1
程度の速度で通液し、第一工程のイオン交換樹脂から溶
出したアニオン類及び第一工程で取りきれなかった不純
物を除去するのがよい。粗過酸化水素水中の不純物量が
少ない場合は通液速度を全体的に速めてもよい。
式で行なってもよいし、まず第一工程の樹脂塔のみ通し
貯めておき、後から第二工程の樹脂塔へ通液するという
2段階方式のどちらを用いてもよい。連続方式の場合は
SVの比に応じて樹脂量を決めればよい。例えば、第一工
程をSV=5h-1、第二工程をSV=10h-1で通液す
る場合は第二工程の樹脂量を第一工程の樹脂量の半分に
すればよい。2段階方式の場合は樹脂量は任意でよく、
例えば第一工程、第二工程ともに同じ樹脂量を使用する
場合は第二工程の過酸化水素水の通液量を増やせばよ
い。なお、どちらの方式にしても、カチオン交換樹脂
(あるいはキレート樹脂)とアニオン交換樹脂の量は必
ずしも同じ量である必要はない。
部分には不純物を溶出させない材料、たとえばPFAな
どのフッ素樹脂、ポリオレフィン系の樹脂などの樹脂材
料又は該樹脂でコーティングされた材料を用いることが
好ましいが特に限定はされない。
する。なお金属成分の分析はICP−MS法及び原子吸
光法で、アニオン成分の分析はイオンクロマト法で、全
窒素の分析は触媒酸化吸光法で行なった。
製、Cl型)500mlを内径40mm、長さ700m
mのPFA製カラムに充填し(Aとする。)、まず2N
水酸化ナトリウム水溶液を5L(BV10)流し、超純
水でよく水洗した後、次に0.5N炭酸水素ナトリウム
水溶液を5L(BV10)流しHCO3型に調製し、最
後に、超純水で水洗する。同樹脂100mlを内径40
mm、長さ250mmのPFA製カラムに充填し(Bと
する。)、Aと同様にしてHCO 3型に調製し、よく水
洗した。
(三菱化学製、Na型)500mlを内径40mm、長
さ700mmのPFA製カラムに充填し(Cとす
る。)、2N塩酸を40L(BV80)通液しH型に変
換した後、超純水でよく水洗する。同樹脂100mlを
内径40mm、長さ250mmのPFA製カラムに充填
し(Dとする。)、Cと同様にしてH型に調製し、十分
水洗を行った。
連結し、35%粗過酸化水素水を1L/hの速度で10
℃で20時間、通液を行なった。この時のSVは第一工
程(A及びC)がSV=2h-1、第二工程(B及びD)
がSV=10h-1となる。こうして精製された過酸化水
素水の不純物濃度を表1に示す。
製、OH型)20mlを内径10mm、長さ400mm
のPFA製カラムに充填し(Eとする。)、実施例1の
アニオン樹脂と同様の方法でHCO3型に調製し、水洗
する。また強酸性カチオン交換樹脂であるSKT10
(三菱化学製、H型)20mlを内径10mm、長さ4
00mmのPFA製カラムに充填し(Fとする。)、2
N塩酸を400ml(BV20)通液しH型に変換した
後、超純水でよく水洗した。
施例1のA及びCカラムをA、C、E、Fの順序に連結
し、35%粗過酸化水素水を1L/hの速度で10℃で
20時間、通液を行なった。この時のSVは第一工程
(A及びC)がSV=2h-1、第二工程(E及びF)が
SV=50h-1となる。こうして精製された過酸化水素
水の不純物濃度を表1に示す。
2と同じ方法で通液を実施した。その結果を表1に示
す。
1と同じ方法で通液を行なった結果を表2に示す。この
時のSVは第一工程がSV=10h-1、第二工程がSV
=2h-1となる。
C、A、C、Aの順序に連結し、35%粗過酸化水素水
を1L/hの速度で10℃で20時間、通液を行なっ
た。この時のSVは第一工程、第二工程ともSV=2h
-1となる。こうして精製された過酸化水素水の不純物濃
度を表2に示す。
E、F、E、Fの順序に連結し、35%粗過酸化水素水
を1L/hの速度で20時間、通液を行なった。この時
のSVは第一工程、第二工程ともSV=50h-1とな
る。こうして精製された過酸化水素水の不純物濃度を表
2に示す。
純物であるアニオン及び金属成分の濃度が極めて低く、
よって半導体の製造プロセスに最適に使用し得る高純度
の過酸化水素水を得ることができる過酸化水素水の精製
方法を提供することができた。
Claims (4)
- 【請求項1】 不純物としてアニオン成分及び/又は金
属成分を含む粗過酸化水素水からアニオン成分及び/又
は金属成分を除去する過酸化水素水の精製方法であっ
て、下記第一工程及び第二工程を含み、第二工程におけ
る過酸化水素水の樹脂塔への通液空間速度が第一工程に
おける過酸化水素水の樹脂塔への通液空間速度より大き
い過酸化水素水の精製方法。 第一工程:粗過酸化水素水を、アニオン交換樹脂塔及び
カチオン交換樹脂塔又はアニオン交換樹脂塔及びキレー
ト樹脂塔を通過させる工程 第二工程:第一工程で得た過酸化水素水を、アニオン交
換樹脂塔及びカチオン交換樹脂塔を通過させる工程 - 【請求項2】 第二工程のアニオン交換樹脂が強塩基性
アニオン交換樹脂であり、同工程のカチオン交換樹脂が
強酸性カチオン交換樹脂である請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 第二工程のカチオン交換樹脂がH型のカ
チオン交換樹脂である請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 第二工程の塔への通液の空間速度が8〜
100h-1である請求項1記載の方法。
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JP06290897A JP3531403B2 (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | 過酸化水素水の精製方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP06290897A JP3531403B2 (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | 過酸化水素水の精製方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10259009A JPH10259009A (ja) | 1998-09-29 |
JP3531403B2 true JP3531403B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP06290897A Expired - Fee Related JP3531403B2 (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | 過酸化水素水の精製方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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CN102556976A (zh) * | 2010-12-08 | 2012-07-11 | 上海华谊微电子材料有限公司 | 连续化生产超纯过氧化氢的方法 |
-
1997
- 1997-03-17 JP JP06290897A patent/JP3531403B2/ja not_active Expired - Fee Related
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