JPH11180716A - ６フッ化タングステンガスの精製法 - Google Patents
６フッ化タングステンガスの精製法Info
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- JPH11180716A JPH11180716A JP35028197A JP35028197A JPH11180716A JP H11180716 A JPH11180716 A JP H11180716A JP 35028197 A JP35028197 A JP 35028197A JP 35028197 A JP35028197 A JP 35028197A JP H11180716 A JPH11180716 A JP H11180716A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ６フッ化タングステンガス中のクロム不純物
の除去精製方法を提供する。 【解決手段】 クロム化合物を含有する６フッ化タング
ステンガスを、タングステン、モリブデン、銅、ニッケ
ル、鉄、コバルト、亜鉛、チタン、アルミニウム、カル
シウムおよびマグネシウムのうち少なくとも１つを含む
金属を充填した層に２００〜５００℃の温度で接触させ
る。
の除去精製方法を提供する。 【解決手段】 クロム化合物を含有する６フッ化タング
ステンガスを、タングステン、モリブデン、銅、ニッケ
ル、鉄、コバルト、亜鉛、チタン、アルミニウム、カル
シウムおよびマグネシウムのうち少なくとも１つを含む
金属を充填した層に２００〜５００℃の温度で接触させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリングタ
ーゲットあるいは導電ペースト材料等の原料や半導体用
の電極材料の原料として使用されている６フッ化タング
ステンガスの精製法に関し、詳しくは６フッ化タングス
テンガス中のクロム不純物の除去精製方法に関するもの
である。
ーゲットあるいは導電ペースト材料等の原料や半導体用
の電極材料の原料として使用されている６フッ化タング
ステンガスの精製法に関し、詳しくは６フッ化タングス
テンガス中のクロム不純物の除去精製方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする問題点】タ
ングステンは、高融点で電気抵抗の小さい金属であり、
各種電子材料用素材として金属単体あるいはそのシリサ
イドの形で広く使用されており、特に、スパッタリング
材料として使用されているものであるが、かかる用途に
おいては原料のタングステン粉末として不純物の少ない
粉末が要求されるものである。
ングステンは、高融点で電気抵抗の小さい金属であり、
各種電子材料用素材として金属単体あるいはそのシリサ
イドの形で広く使用されており、特に、スパッタリング
材料として使用されているものであるが、かかる用途に
おいては原料のタングステン粉末として不純物の少ない
粉末が要求されるものである。
【０００３】また、導電ペースト用としては凝集粉末で
はビヒクルと分離しやすいため、分散性の良好な粉末が
要求されるものである。また、これらの用途においては
いずれも粒子が球状に近い方が好ましいものである。
はビヒクルと分離しやすいため、分散性の良好な粉末が
要求されるものである。また、これらの用途においては
いずれも粒子が球状に近い方が好ましいものである。
【０００４】タングステン粉末の製造法としては、パラ
タングステン酸アンモニウムの加水分解によって得られ
るタングステン酸化物を、水素雰囲気中で還元する方法
が一般的である（湿式法と称する）。
タングステン酸アンモニウムの加水分解によって得られ
るタングステン酸化物を、水素雰囲気中で還元する方法
が一般的である（湿式法と称する）。
【０００５】かかる方法においては原料、処理薬剤に由
来する不純物が混入し、また、スパッタリングターゲッ
ト材においては極めて高純度のものが要望されるもので
あるが、通常の処理法では不純物の除去は困難である。
さらにこのようにして得られる粉末は粒子が凝結した状
態である。
来する不純物が混入し、また、スパッタリングターゲッ
ト材においては極めて高純度のものが要望されるもので
あるが、通常の処理法では不純物の除去は困難である。
さらにこのようにして得られる粉末は粒子が凝結した状
態である。
【０００６】また、タングステンの塩化物、フッ化物と
水素の気相反応から直接タングステン粉末を製造する方
法がある。原料となる金属タングステンが、比較的高純
度であるため、タングステンの塩化物、フッ化物から得
られるタングステン粉末も高純度である。また、金属タ
ングステン中に含まれる多くの不純物は、塩化物、フッ
化物としたとき、沸点や蒸気圧の差により容易に除去で
きるが、揮発性の塩化物、フッ化物はその化合物の蒸気
圧によりタングステン中へ混入し、除去が極めて困難と
なる。従って、原料に用いるタングステン金属には高純
度なものを用いる必要があった。
水素の気相反応から直接タングステン粉末を製造する方
法がある。原料となる金属タングステンが、比較的高純
度であるため、タングステンの塩化物、フッ化物から得
られるタングステン粉末も高純度である。また、金属タ
ングステン中に含まれる多くの不純物は、塩化物、フッ
化物としたとき、沸点や蒸気圧の差により容易に除去で
きるが、揮発性の塩化物、フッ化物はその化合物の蒸気
圧によりタングステン中へ混入し、除去が極めて困難と
なる。従って、原料に用いるタングステン金属には高純
度なものを用いる必要があった。
【０００７】特に、フッ素ガスとタングステン金属の反
応による６フッ化タングステンガスの製造法において、
クロム不純物を含むタングステン金属を用いた場合、タ
ングステンとともにクロムもフッ素化され揮発性の４フ
ッ化クロム（ＣｒＦ4）、５フッ化クロム（ＣｒＦ5）と
なり、また酸素の存在下でフッ素化反応を行った場合
は、揮発性のフッ化クロミル（ＣｒＯ2Ｆ2）が生成し、
６フッ化タングステンガス中に混入してくる。このよう
な種々のフッ化クロム化合物を含有する６フッ化タング
ステンガスを還元して電子材料として使用すれば、タン
グステン中にクロムが含まれることになり電気特性に微
妙な影響を与える。従って、６フッ化タングステンガス
中の種々のフッ化クロム化合物の含有量を極力低下する
必要がある。しかし、４フッ化クロム（融点：２００
℃、沸点：４００℃）やフッ化クロミル（２０℃の蒸気
圧：４００ｍｍＨｇ）などのフッ化クロム化合物は、常
温付近において揮発性があり、通常６フッ化タングステ
ン（融点２℃、沸点１７．５℃）を精製する蒸留温度で
ある−５０℃〜５０℃では、６フッ化タングステンガス
中より分離することは事実上不可能である。また、４フ
ッ化クロムは、水素との固気反応によりクロム金属や低
次フッ化クロム、例えば３フッ化クロム（ＣｒＦ3）
（融点：１０００℃以上）に還元されることは知られて
いるが、６フッ化タングステンガス中における４フッ化
クロムの固気反応およびこの反応を利用した６フッ化タ
ングステンガス中のフッ化クロムの除去方法は未だ知ら
れていない。
応による６フッ化タングステンガスの製造法において、
クロム不純物を含むタングステン金属を用いた場合、タ
ングステンとともにクロムもフッ素化され揮発性の４フ
ッ化クロム（ＣｒＦ4）、５フッ化クロム（ＣｒＦ5）と
なり、また酸素の存在下でフッ素化反応を行った場合
は、揮発性のフッ化クロミル（ＣｒＯ2Ｆ2）が生成し、
６フッ化タングステンガス中に混入してくる。このよう
な種々のフッ化クロム化合物を含有する６フッ化タング
ステンガスを還元して電子材料として使用すれば、タン
グステン中にクロムが含まれることになり電気特性に微
妙な影響を与える。従って、６フッ化タングステンガス
中の種々のフッ化クロム化合物の含有量を極力低下する
必要がある。しかし、４フッ化クロム（融点：２００
℃、沸点：４００℃）やフッ化クロミル（２０℃の蒸気
圧：４００ｍｍＨｇ）などのフッ化クロム化合物は、常
温付近において揮発性があり、通常６フッ化タングステ
ン（融点２℃、沸点１７．５℃）を精製する蒸留温度で
ある−５０℃〜５０℃では、６フッ化タングステンガス
中より分離することは事実上不可能である。また、４フ
ッ化クロムは、水素との固気反応によりクロム金属や低
次フッ化クロム、例えば３フッ化クロム（ＣｒＦ3）
（融点：１０００℃以上）に還元されることは知られて
いるが、６フッ化タングステンガス中における４フッ化
クロムの固気反応およびこの反応を利用した６フッ化タ
ングステンガス中のフッ化クロムの除去方法は未だ知ら
れていない。
【０００８】
【問題点を解決するための具体的手段】本発明者らは、
前記した問題点に鑑み、鋭意検討の結果、不純物として
４フッ化クロム、フッ化クロミルを含有する６フッ化タ
ングステンガスを特定の温度条件、特定の金属とで固気
反応させることにより、高純度６フッ化タングステンガ
スを容易かつ効率的に精製できる方法を見いだし本発明
に到達したものである。
前記した問題点に鑑み、鋭意検討の結果、不純物として
４フッ化クロム、フッ化クロミルを含有する６フッ化タ
ングステンガスを特定の温度条件、特定の金属とで固気
反応させることにより、高純度６フッ化タングステンガ
スを容易かつ効率的に精製できる方法を見いだし本発明
に到達したものである。
【０００９】すなわち本発明は、不純物としてフッ化ク
ロム化合物を含有する６フッ化タングステンガスを、タ
ングステン、モリブデン、銅、ニッケル、鉄、コバル
ト、亜鉛、チタン、アルミニウム、カルシウムおよびマ
グネシウムのうち少なくとも１つを含む金属を充填した
層に２００〜５００℃の温度範囲で接触させた後、生成
した低次のクロムフッ化物（３フッ化クロム）として、
上述した金属の充填層で捕捉することを特徴とする６フ
ッ化タングステンガスの精製法を提供するものである。
ロム化合物を含有する６フッ化タングステンガスを、タ
ングステン、モリブデン、銅、ニッケル、鉄、コバル
ト、亜鉛、チタン、アルミニウム、カルシウムおよびマ
グネシウムのうち少なくとも１つを含む金属を充填した
層に２００〜５００℃の温度範囲で接触させた後、生成
した低次のクロムフッ化物（３フッ化クロム）として、
上述した金属の充填層で捕捉することを特徴とする６フ
ッ化タングステンガスの精製法を提供するものである。
【００１０】本発明において、不純物としてのフッ化ク
ロム化合物とは、主に４フッ化クロム、フッ化クロミル
である。該フッ化クロム化合物を含有する６フッ化タン
グスンガスを、タングステン、モリブデン、銅、ニッケ
ル、鉄、コバルト、亜鉛、チタン、アルミニウム、カル
シウムおよびマグネシウムのうち少なくとも１つを含む
金属を充填した層に接触通過させるにおいて、温度は、
２００〜５００℃の範囲とするものであり、より好まし
くは、２５０〜５００℃である。温度が２００℃より低
い場合には、４フッ化クロム、フッ化クロミルが一部未
反応のまま排出されることになり好ましくない。また、
５００℃より高い温度でも基本的には構わないが、６フ
ッ化タングステンガスが一部還元され回収率の低下を招
くので好ましくない。５００℃程度で十分な固気反応が
起こる。
ロム化合物とは、主に４フッ化クロム、フッ化クロミル
である。該フッ化クロム化合物を含有する６フッ化タン
グスンガスを、タングステン、モリブデン、銅、ニッケ
ル、鉄、コバルト、亜鉛、チタン、アルミニウム、カル
シウムおよびマグネシウムのうち少なくとも１つを含む
金属を充填した層に接触通過させるにおいて、温度は、
２００〜５００℃の範囲とするものであり、より好まし
くは、２５０〜５００℃である。温度が２００℃より低
い場合には、４フッ化クロム、フッ化クロミルが一部未
反応のまま排出されることになり好ましくない。また、
５００℃より高い温度でも基本的には構わないが、６フ
ッ化タングステンガスが一部還元され回収率の低下を招
くので好ましくない。５００℃程度で十分な固気反応が
起こる。
【００１１】かかる温度範囲において６フッ化タングス
テンガス中の４フッ化クロム、フッ化クロミルが、金属
との固気反応で還元され、かかる温度範囲において安定
な３フッ化クロムを生成するものである。タングステ
ン、モリブデン、銅、ニッケル、鉄、コバルト、亜鉛、
チタン、アルミニウム、カルシウムおよびマグネシウム
は、選択的に４フッ化クロムおよびフッ化クロミルと反
応するが、６フッ化タングステンガスは前記条件では反
応しないことを確認した。このように６フッ化タングス
テンガス中においても、４フッ化クロム、フッ化クロミ
ルが選択的に固気反応を示すことを見出した意義は大き
い。
テンガス中の４フッ化クロム、フッ化クロミルが、金属
との固気反応で還元され、かかる温度範囲において安定
な３フッ化クロムを生成するものである。タングステ
ン、モリブデン、銅、ニッケル、鉄、コバルト、亜鉛、
チタン、アルミニウム、カルシウムおよびマグネシウム
は、選択的に４フッ化クロムおよびフッ化クロミルと反
応するが、６フッ化タングステンガスは前記条件では反
応しないことを確認した。このように６フッ化タングス
テンガス中においても、４フッ化クロム、フッ化クロミ
ルが選択的に固気反応を示すことを見出した意義は大き
い。
【００１２】本発明において、６フッ化タングステンガ
ス中の４フッ化クロム、フッ化クロミルの除去に使用さ
れる金属は、品質を特に限定するものではなく、原料ガ
スの金属への良好な接触を図る上で、一般に線材、粒子
状物、切削くず、チップ等が使用される。金属の粉末状
のものは、ガスの流れが悪く好ましくない。
ス中の４フッ化クロム、フッ化クロミルの除去に使用さ
れる金属は、品質を特に限定するものではなく、原料ガ
スの金属への良好な接触を図る上で、一般に線材、粒子
状物、切削くず、チップ等が使用される。金属の粉末状
のものは、ガスの流れが悪く好ましくない。
【００１３】本発明において、６フッ化タングステンガ
ス中の４フッ化クロム、フッ化クロミルの除去は、かか
る温度範囲においての原料ガスの線速度と金属の表面積
および充填層の長さと関係する。例えば４フッ化クロム
と金属との還元反応で生成した３フッ化クロムが金属を
覆うため、使用する金属の表面積は、大きい方が望まし
い。金属の表面積が大きい程４フッ化クロムの捕捉量が
多くなる。このため、充填層に使用する金属は、薄片状
のものが好ましい。
ス中の４フッ化クロム、フッ化クロミルの除去は、かか
る温度範囲においての原料ガスの線速度と金属の表面積
および充填層の長さと関係する。例えば４フッ化クロム
と金属との還元反応で生成した３フッ化クロムが金属を
覆うため、使用する金属の表面積は、大きい方が望まし
い。金属の表面積が大きい程４フッ化クロムの捕捉量が
多くなる。このため、充填層に使用する金属は、薄片状
のものが好ましい。
【００１４】原料ガスの線速度は、使用する金属の表面
積や形状等の条件によるが、線速度が小さい場合、単位
時間当たりの処理量が少なくなり経済的でない。また、
線速度が大きい場合、未反応が生じるため充填層を長く
とる必要があり経済的でない。このようなことから、線
速度は１〜１０ｃｍ／ｓｅｃ（２５℃換算）が推奨され
る。
積や形状等の条件によるが、線速度が小さい場合、単位
時間当たりの処理量が少なくなり経済的でない。また、
線速度が大きい場合、未反応が生じるため充填層を長く
とる必要があり経済的でない。このようなことから、線
速度は１〜１０ｃｍ／ｓｅｃ（２５℃換算）が推奨され
る。
【００１５】また、充填層、捕集器等の材質はステンレ
ス鋼、ニッケル、銅等が使用される。その形状は円筒形
のものが製作が容易であるので好ましい。また、配管等
の材質は、ステンレス鋼、銅等が使用される。
ス鋼、ニッケル、銅等が使用される。その形状は円筒形
のものが製作が容易であるので好ましい。また、配管等
の材質は、ステンレス鋼、銅等が使用される。
【００１６】本発明においては、６フッ化タングステン
ガス中のクロムの含有量は、イオン交換分離：フレーム
レス原子吸光法にて測定するが、クロムの含有量は１ｐ
ｐｂ（検出限界）まで測定することができる。
ガス中のクロムの含有量は、イオン交換分離：フレーム
レス原子吸光法にて測定するが、クロムの含有量は１ｐ
ｐｂ（検出限界）まで測定することができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、かかる実施例に限定されるものではない。
るが、かかる実施例に限定されるものではない。
【００１８】実施例１〜１２、比較例１〜２ 本発明の精製工程は、原料の６フッ化タングステンガス
を流量計で定量した後、タングステン金属の充填層に接
触通過させクロム不純物を捕捉させ、６フッ化タングス
テンガスはそのまま充填層を通過する。次に純水中に６
フッ化タングステンガスを吸収させ、精製６フッ化タン
グステンガス中のクロムを分析した。金属の充填層カラ
ムは、外径３／８インチ、長さ６００ｍｍのニッケル製
のものを使用し、タングステン金属の充填長さを３００
ｍｍとした。
を流量計で定量した後、タングステン金属の充填層に接
触通過させクロム不純物を捕捉させ、６フッ化タングス
テンガスはそのまま充填層を通過する。次に純水中に６
フッ化タングステンガスを吸収させ、精製６フッ化タン
グステンガス中のクロムを分析した。金属の充填層カラ
ムは、外径３／８インチ、長さ６００ｍｍのニッケル製
のものを使用し、タングステン金属の充填長さを３００
ｍｍとした。
【００１９】６フッ化タングステンガスは、５ｗｔｐｐ
ｍのクロムを含有するものを用いた。タングステン金属
は、１ｍｍ〜３ｍｍ径の塊状のものを用いた。吸収用の
純水は蒸留水を用い容器は氷水で冷却した。
ｍのクロムを含有するものを用いた。タングステン金属
は、１ｍｍ〜３ｍｍ径の塊状のものを用いた。吸収用の
純水は蒸留水を用い容器は氷水で冷却した。
【００２０】吸収液中のＣｒをイオン交換分離：フレー
ムレス原子吸光法にて分析した。６フッ化タングステン
ガスの精製は、表１に示す条件で行った。その結果は、
表１に示したように、本発明の方法で精製すれば６フッ
化タングステンガス中の４フッ化クロムは極めて良好に
除去されることが分かる。
ムレス原子吸光法にて分析した。６フッ化タングステン
ガスの精製は、表１に示す条件で行った。その結果は、
表１に示したように、本発明の方法で精製すれば６フッ
化タングステンガス中の４フッ化クロムは極めて良好に
除去されることが分かる。
【００２１】
【表１】
【００２２】実施例１３〜２２ 実施例７と同一の条件で、充填層の金属だけをモリブデ
ン、カルシウム、銅、ニッケル、鉄、コバルト、亜鉛、
チタン、アルミニウム、マグネシウムに代えて実施し
た。その結果、精製後の６フッ化タングステンガス中の
クロム濃度は、いずれも０．００１ｗｔｐｐｍ以下であ
った。
ン、カルシウム、銅、ニッケル、鉄、コバルト、亜鉛、
チタン、アルミニウム、マグネシウムに代えて実施し
た。その結果、精製後の６フッ化タングステンガス中の
クロム濃度は、いずれも０．００１ｗｔｐｐｍ以下であ
った。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、高純度に精製された６
フッ化タングステンガスを容易に得ることができ、かか
る６フッ化タングステンガスは、半導体用の電極材料の
原料やスパッタリングターゲットあるいは導電ペースト
材料等として有用な高純度タングステン粉末の原料とな
る。
フッ化タングステンガスを容易に得ることができ、かか
る６フッ化タングステンガスは、半導体用の電極材料の
原料やスパッタリングターゲットあるいは導電ペースト
材料等として有用な高純度タングステン粉末の原料とな
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 不純物としてクロム化合物を含有する６
フッ化タングステンガスを、タングステン、モリブデ
ン、銅、ニッケル、鉄、コバルト、亜鉛、チタン、アル
ミニウム、カルシウムおよびマグネシウムのうち少なく
とも１つを含む金属を充填した層に２００〜５００℃の
温度で接触させることを特徴とする６フッ化タングステ
ンガスの精製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35028197A JPH11180716A (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | ６フッ化タングステンガスの精製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35028197A JPH11180716A (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | ６フッ化タングステンガスの精製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11180716A true JPH11180716A (ja) | 1999-07-06 |
Family
ID=18409439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35028197A Pending JPH11180716A (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | ６フッ化タングステンガスの精製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11180716A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001044112A1 (fr) * | 1999-12-16 | 2001-06-21 | Stella Chemifa Kabushiki Kaisha | Procede de purification d'hexafluorure de tungstene |
-
1997
- 1997-12-19 JP JP35028197A patent/JPH11180716A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001044112A1 (fr) * | 1999-12-16 | 2001-06-21 | Stella Chemifa Kabushiki Kaisha | Procede de purification d'hexafluorure de tungstene |
| US6896866B2 (en) | 1999-12-16 | 2005-05-24 | Stella Chemifa Kabushiki Kaisha | Method for purification of tungsten hexafluoride |
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