JPH0340902A - 水素化物ガスの精製方法 - Google Patents
水素化物ガスの精製方法Info
- Publication number
- JPH0340902A JPH0340902A JP1177386A JP17738689A JPH0340902A JP H0340902 A JPH0340902 A JP H0340902A JP 1177386 A JP1177386 A JP 1177386A JP 17738689 A JP17738689 A JP 17738689A JP H0340902 A JPH0340902 A JP H0340902A
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- JP
- Japan
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- hydride
- gaseous hydride
- adsorbent
- gas
- crude
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Drying Of Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は水素化物ガスの精製方法に関し、さらに詳細に
は水素化物ガス中に不純物として含有される水分を極低
濃度まで除去しうる水素化物ガスの精製方法に関する。
は水素化物ガス中に不純物として含有される水分を極低
濃度まで除去しうる水素化物ガスの精製方法に関する。
アルシン、ホスフィン、シランおよびジボランなどの水
素化物ガスはガリウム−砒素（ＧａＡｓ）などの化合物
半導体などを製造するための原料およびイオン注入用ガ
スなどとして重要なものであり、その使用量が年々増加
しつつあると同時に半導体の高度集積化に伴い、不純物
の含有量の極めて低いものが要求されている。
素化物ガスはガリウム−砒素（ＧａＡｓ）などの化合物
半導体などを製造するための原料およびイオン注入用ガ
スなどとして重要なものであり、その使用量が年々増加
しつつあると同時に半導体の高度集積化に伴い、不純物
の含有量の極めて低いものが要求されている。
半導体製造時に使用される水素化物ガスは一般的には純
水素化物ガスの他、水素ガスまたは不活性ガスで稀釈さ
れた形態で市販されている。
水素化物ガスの他、水素ガスまたは不活性ガスで稀釈さ
れた形態で市販されている。
これらの水素化物ガス中には不純物として酸素および水
分などが含有されている。
分などが含有されている。
水分を除去するには、通常は取扱の容易な台底ゼオライ
ト、例えばモレキュラーシーブ４Ａ、５−Ａ（米、ユニ
オンカーバイド社）など、あるいはハイシリカゼオライ
トＴ Ｓ Ｚ −６００８ＯＥ （東ソー■製）などの
脱湿剤を用いることにより一８０℃、さらにはそれ以下
の露点まで吸着除去することは可能である。
ト、例えばモレキュラーシーブ４Ａ、５−Ａ（米、ユニ
オンカーバイド社）など、あるいはハイシリカゼオライ
トＴ Ｓ Ｚ −６００８ＯＥ （東ソー■製）などの
脱湿剤を用いることにより一８０℃、さらにはそれ以下
の露点まで吸着除去することは可能である。
しかしながら、これらの吸着剤は水分と同時にアルシン
、ホスフィンなどの水素化物ガスも相当量吸着するため
、精製の開始時に水素化物ガスが吸着剤に吸着されて飽
和状態に達し、精製筒から出る精製ガス中の水素化物ガ
スが本来の濃度となるまでには可なりの時間を要すると
いう問題点があり、原料ガス中の水素化物ガス濃度が低
い程、長時間を要する。また、多量の水素化物ガスを吸
着した吸着剤は、交換時などの取扱に対する安全上の問
題もある。
、ホスフィンなどの水素化物ガスも相当量吸着するため
、精製の開始時に水素化物ガスが吸着剤に吸着されて飽
和状態に達し、精製筒から出る精製ガス中の水素化物ガ
スが本来の濃度となるまでには可なりの時間を要すると
いう問題点があり、原料ガス中の水素化物ガス濃度が低
い程、長時間を要する。また、多量の水素化物ガスを吸
着した吸着剤は、交換時などの取扱に対する安全上の問
題もある。
本発明者らは、水素化物ガス中に含有される水分を極低
濃度まで効率よく除去するとともに精製を始めてから短
時間で本来の濃度に到達させるべく鋭意研究を重ねた結
果、吸着剤としてモレキュラーシーブ３Ａを用いること
により、水分は吸着するが水素化物ガスは吸着されない
ことを見い出し本発明に完成した。
濃度まで効率よく除去するとともに精製を始めてから短
時間で本来の濃度に到達させるべく鋭意研究を重ねた結
果、吸着剤としてモレキュラーシーブ３Ａを用いること
により、水分は吸着するが水素化物ガスは吸着されない
ことを見い出し本発明に完成した。
すなわち本発明は、粗水素化物ガスをモレキュラーシー
ブ３Ａ相当の吸着剤と接触させて、該粗水素化物ガス中
に含有される水分を除去することを特徴とする水素化物
ガスの精製方法である。
ブ３Ａ相当の吸着剤と接触させて、該粗水素化物ガス中
に含有される水分を除去することを特徴とする水素化物
ガスの精製方法である。
本発明は水素化物ガス単独、水素（水素ガスベース）お
よび窒素、アルゴンなどの不活性ガス（不活性ガスベー
ス）で稀釈された水素化物ガス（以下総称して粗水素化
物ガスと記す）中に含有される水分の除去に適用される
。
よび窒素、アルゴンなどの不活性ガス（不活性ガスベー
ス）で稀釈された水素化物ガス（以下総称して粗水素化
物ガスと記す）中に含有される水分の除去に適用される
。
水素化物ガスはアルシン、ホスフィン、セレン化水素、
シランおよびジボランなどであり、主に半導体製造プロ
セスなどで使用される水素化物ガスである。
シランおよびジボランなどであり、主に半導体製造プロ
セスなどで使用される水素化物ガスである。
本発明において使用される吸着剤はモレキュラーシーブ
３Ａ（米、ユニオンカーバイド社製）相当品であり、化
学的には合成結晶アルミノ・シリケート含水ナトリウム
塩のナトリウムの一部をカリウムで置換したもので、そ
の細孔径が３人にほぼ揃っていることが特徴である。こ
のため、アルシン、ホスフィンなどの水素化物ガスをほ
とんど吸着することなく水分のみを選択的に、かつ、低
濃度まで吸着除去することかできる。
３Ａ（米、ユニオンカーバイド社製）相当品であり、化
学的には合成結晶アルミノ・シリケート含水ナトリウム
塩のナトリウムの一部をカリウムで置換したもので、そ
の細孔径が３人にほぼ揃っていることが特徴である。こ
のため、アルシン、ホスフィンなどの水素化物ガスをほ
とんど吸着することなく水分のみを選択的に、かつ、低
濃度まで吸着除去することかできる。
水素化物ガスの精製は、通常は、モレキュラーシーブ３
Ａが充填された精製筒に粗水素化物ガスを流すことによ
っておこなわれ、粗水素化物ガス中に不純物として含有
される水分が除去される。
Ａが充填された精製筒に粗水素化物ガスを流すことによ
っておこなわれ、粗水素化物ガス中に不純物として含有
される水分が除去される。
精製筒に充填されるモレキュラーシーブ３Ａの充填長は
、実用上通常は５０〜１５００ｍｍである。
、実用上通常は５０〜１５００ｍｍである。
充填長が５０叩よりも短くなると水分除去率が低下する
虞れがあり、一方、１５００ｍｍよりも長くなると圧力
損失が大きくなる虞れがある。
虞れがあり、一方、１５００ｍｍよりも長くなると圧力
損失が大きくなる虞れがある。
精製時の粗水素化物ガスの空筒線速度＜ＬＶ）は供給さ
れる水素化物ガス中の酸素濃度および操作条件などによ
って異なり一部に特定はできないが、通常は１００ｃｍ
／ ｓｅｃ以下、好ましくは３０ｃｍ／ｓｅｃ以下であ
る。
れる水素化物ガス中の酸素濃度および操作条件などによ
って異なり一部に特定はできないが、通常は１００ｃｍ
／ ｓｅｃ以下、好ましくは３０ｃｍ／ｓｅｃ以下であ
る。
接触温度は常温でよく、特に加熱や冷却は必要とせず、
また、圧力は通常は２０Ｋｇ／ ｃｎｔ ａｂｓ以下、
好ましくは０．１〜１０Ｋｇ／ ｃｎｌａｂｓである。
また、圧力は通常は２０Ｋｇ／ ｃｎｔ ａｂｓ以下、
好ましくは０．１〜１０Ｋｇ／ ｃｎｌａｂｓである。
本発明においてモレキュラーシーブ３Ａによる水分除去
工程に、必要に応じて金属系脱酸素触媒などを用いた酸
素除去工程を適宜組合わせることも可能であり、これに
よって水分と同時に酸素も完全に除去され、極めて高純
度の精製水素化物ガスを得ることができる。
工程に、必要に応じて金属系脱酸素触媒などを用いた酸
素除去工程を適宜組合わせることも可能であり、これに
よって水分と同時に酸素も完全に除去され、極めて高純
度の精製水素化物ガスを得ることができる。
本発明は、吸着剤にモレキュラーシーブ３Ａ相当品を使
用するため、水素化物ガスはほとんど吸着されることが
なく、精製筒出口の精製水素化物ガスは短時間で所定の
濃度に達し、かつ、水分を効率良く除去することができ
る。
用するため、水素化物ガスはほとんど吸着されることが
なく、精製筒出口の精製水素化物ガスは短時間で所定の
濃度に達し、かつ、水分を効率良く除去することができ
る。
実施例１〜６
吸着剤として市販のモレキュラーシーブ３Ａ（ユニオン
昭和■製１／１６ベレツト品）使用した。
昭和■製１／１６ベレツト品）使用した。
この吸着剤３２４ｍ１を内径３７．１＋ｎｍ、長さ４０
０ｍｍの５ＵＳ３１６製の吸着筒に３００ｍｍ （充填
密度０．７５ｇ／）充填し、これに乾燥窒素ガスを温度
２００℃、流量１９４０ｍ１２／ｍｉｎ （ＬＶ＝３ｃ
ｍ／ｓｅｃ ＞で３時間流して活性化処理をおこない、
吸着されている水分を除去した後、常温に冷却した。
０ｍｍの５ＵＳ３１６製の吸着筒に３００ｍｍ （充填
密度０．７５ｇ／）充填し、これに乾燥窒素ガスを温度
２００℃、流量１９４０ｍ１２／ｍｉｎ （ＬＶ＝３ｃ
ｍ／ｓｅｃ ＞で３時間流して活性化処理をおこない、
吸着されている水分を除去した後、常温に冷却した。
この精製筒に不純物として水分を含有する水素ベースの
種々の粗水素化物ガスを９７０ｍＱ ／ ｍｉｎ（Ｌ
Ｖ ＝ １．５ ｃｍ／ ｓｅｃ ）で流して出口精製
ガス中の水素化物濃度を測定したところ１１分以内に本
来の濃度に達した。
種々の粗水素化物ガスを９７０ｍＱ ／ ｍｉｎ（Ｌ
Ｖ ＝ １．５ ｃｍ／ ｓｅｃ ）で流して出口精製
ガス中の水素化物濃度を測定したところ１１分以内に本
来の濃度に達した。
同時に出口精製ガスの露点を静電容量式露点計で測定し
たところ、露点は一９０℃以下であり、この状態で１０
０分間精製を続けたが一９０°Ｃ以下であった。さらに
ガスの流速を１８４０ｍＱ／ ｍｉｎ （ＬＶ＝ ３ｃ
ｍ／ｓｅｃ ＞に増加させたが露点に変化は見られなか
った６それぞれの結果を第１表に示す。
たところ、露点は一９０℃以下であり、この状態で１０
０分間精製を続けたが一９０°Ｃ以下であった。さらに
ガスの流速を１８４０ｍＱ／ ｍｉｎ （ＬＶ＝ ３ｃ
ｍ／ｓｅｃ ＞に増加させたが露点に変化は見られなか
った６それぞれの結果を第１表に示す。
第１表
比較例１〜６
モレキュラーシーブ５Ａ（ユニオン昭和■製１／１６ペ
レツト品）３２４−を実施例におけると同じ精製筒に３
００ｍｍ （充填密度０．７５ｇ／ｍＱ）充填し、乾燥
窒素ガスを３５０℃で３時間流して活性化処理をおこな
った後、常温に冷却した。
レツト品）３２４−を実施例におけると同じ精製筒に３
００ｍｍ （充填密度０．７５ｇ／ｍＱ）充填し、乾燥
窒素ガスを３５０℃で３時間流して活性化処理をおこな
った後、常温に冷却した。
この精製筒に実施例１〜６で用いたと同じ水素ベースの
種々の粗水素化物ガス（１０ｖｏ１％）を９７０ｍＲ／
＋Ｉｌ’ＩＩｌ （Ｌ Ｖ ＝ １．５ ｃｍ／ ｓ
ｅｅ ＞で流して出口精製ガス中の水素化物ガスが本来
の１０ｖｏ１％に達するまでの時間を測定したところ１
〜３時間を要した。結果を第２表に示す。
種々の粗水素化物ガス（１０ｖｏ１％）を９７０ｍＲ／
＋Ｉｌ’ＩＩｌ （Ｌ Ｖ ＝ １．５ ｃｍ／ ｓ
ｅｅ ＞で流して出口精製ガス中の水素化物ガスが本来
の１０ｖｏ１％に達するまでの時間を測定したところ１
〜３時間を要した。結果を第２表に示す。
比較例７〜９
ハイシリカゼオライト（東ソー■製ＴＺＳ−６００ＨＯ
Ｅ １．８ベレット品） ３２４ｍを実施例における
と同様の精製筒に３０ｍ１（充填密度０．７３ｇ／ｍ９
）充填し、乾燥窒素ガスを３５０℃で３時間流して活性
化させｆＳ後、室温に冷却した。
Ｅ １．８ベレット品） ３２４ｍを実施例における
と同様の精製筒に３０ｍ１（充填密度０．７３ｇ／ｍ９
）充填し、乾燥窒素ガスを３５０℃で３時間流して活性
化させｆＳ後、室温に冷却した。
この精製筒に不純物として水分を含有する１０ｖｏ１％
の粗ホスフィン、粗シランおよび１１００ｐｐの粗シラ
ン（いずれも水素ベース）をそれぞれ９７０ｍ１２ ／
ｍ１Ｉｌ（Ｌ Ｖ ＝ １．５ ｃｍ／ ｓｅｃ ）
流して出口精製ガス中のホスフィンおよびシランが本来
の濃度に達するまでの時間と露点を測定した。結果を第
２表に示す。
の粗ホスフィン、粗シランおよび１１００ｐｐの粗シラ
ン（いずれも水素ベース）をそれぞれ９７０ｍ１２ ／
ｍ１Ｉｌ（Ｌ Ｖ ＝ １．５ ｃｍ／ ｓｅｃ ）
流して出口精製ガス中のホスフィンおよびシランが本来
の濃度に達するまでの時間と露点を測定した。結果を第
２表に示す。
第２表
Claims (1)
- 粗水素化物ガスをモレキュラーシーブ３Ａ相当の吸着剤
と接触させて、該粗水素化物ガス中に含有される水分を
除去することを特徴とする水素化物ガスの精製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1177386A JPH0340902A (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 水素化物ガスの精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1177386A JPH0340902A (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 水素化物ガスの精製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0340902A true JPH0340902A (ja) | 1991-02-21 |
Family
ID=16030034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1177386A Pending JPH0340902A (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 水素化物ガスの精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0340902A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5674311A (en) * | 1995-10-20 | 1997-10-07 | Praxair Technology, Inc. | Adsorption process and system using multilayer adsorbent beds |
| WO2000020330A1 (en) * | 1998-10-02 | 2000-04-13 | Aeronex, Inc. | Method and apparatus for purification of hydride gas streams |
| EP1214965A3 (en) * | 2000-12-14 | 2003-01-15 | Praxair Technology, Inc. | Method for purifying gases |
| JP2007238170A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Tokyo Autom Mach Works Ltd | 上包み包装機の折込み装置 |
| JP2011105528A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 粗製ジボランの精製方法および精製装置 |
| US8361199B2 (en) | 2011-05-27 | 2013-01-29 | Air Liquide Electronics U.S. Lp | Purification of H2Se |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5229471A (en) * | 1975-08-30 | 1977-03-05 | Shintouhoku Kagaku Kogyo Kk | Method of highly purifying gas by removing various impurities |
| JPS6278116A (ja) * | 1985-09-28 | 1987-04-10 | Showa Denko Kk | アルシンの精製方法 |
-
1989
- 1989-07-10 JP JP1177386A patent/JPH0340902A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS6278116A (ja) * | 1985-09-28 | 1987-04-10 | Showa Denko Kk | アルシンの精製方法 |
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| US5810909A (en) * | 1995-10-20 | 1998-09-22 | Praxair Technology, Inc. | Adsorption process and system using multilayer adsorbent beds |
| WO2000020330A1 (en) * | 1998-10-02 | 2000-04-13 | Aeronex, Inc. | Method and apparatus for purification of hydride gas streams |
| US6241955B1 (en) | 1998-10-02 | 2001-06-05 | Aeronex, Inc. | Method and apparatus for purification of hydride gas streams |
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| US8361199B2 (en) | 2011-05-27 | 2013-01-29 | Air Liquide Electronics U.S. Lp | Purification of H2Se |
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