JPH11319465A - 過弗化化合物からcf4およびc2f6を分離する方法 - Google Patents
過弗化化合物からcf4およびc2f6を分離する方法Info
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- JPH11319465A JPH11319465A JP11109169A JP10916999A JPH11319465A JP H11319465 A JPH11319465 A JP H11319465A JP 11109169 A JP11109169 A JP 11109169A JP 10916999 A JP10916999 A JP 10916999A JP H11319465 A JPH11319465 A JP H11319465A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 PFC混合物からCF4および/またはC2
F6を分離することが出来る方法を提供すること。 【解決手段】 (a)(i)CF4およびC2F6の少
なくとも1種、(ii)NF3、CHF3、およびN2
の少なくとも1種、および(iii)SF6を含むガス
混合物を、 SF6、およびCF4およびC2F6の少
なくとも1種に富む残留流と、NF3、CHF3、およ
びN2の少なくとも1種に富む透過流とを得るに有効な
条件で、膜と接触させる工程、および(b)SF6を吸
着し、CF4およびC2F6の少なくとも1種に富む生
成流を生成するに有効な条件で、残留流を吸着剤と接触
させる工程を具備する、ガスからCF4およびC2F6
の少なくとも1種を分離する方法。
F6を分離することが出来る方法を提供すること。 【解決手段】 (a)(i)CF4およびC2F6の少
なくとも1種、(ii)NF3、CHF3、およびN2
の少なくとも1種、および(iii)SF6を含むガス
混合物を、 SF6、およびCF4およびC2F6の少
なくとも1種に富む残留流と、NF3、CHF3、およ
びN2の少なくとも1種に富む透過流とを得るに有効な
条件で、膜と接触させる工程、および(b)SF6を吸
着し、CF4およびC2F6の少なくとも1種に富む生
成流を生成するに有効な条件で、残留流を吸着剤と接触
させる工程を具備する、ガスからCF4およびC2F6
の少なくとも1種を分離する方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般にガス分離方
法に関する。本発明は、特に、膜と吸着分離技術を含む
ハイブリッドシステムにより、過弗化化合物のガス混合
物からCF4およびC2F6を分離する方法に関する。
法に関する。本発明は、特に、膜と吸着分離技術を含む
ハイブリッドシステムにより、過弗化化合物のガス混合
物からCF4およびC2F6を分離する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】テトラフルオロエタン(CF4)および
ヘキサフルオロエタン(C2F6)を含む様々な弗素化
炭化水素ガスが、集積回路に使用されるシリカ材料をエ
ッチングするために、半導体産業に用いられている。例
えば、CF4の主要な用途は、半導体装置の製造におけ
るプラズマエッチャントである。この用途には、高純度
のガスが必須である。エッチャントガス内の少量の不純
物さえも、これらの集積回路の製造において、欠陥率を
増加させてしまうことが見出されている。このように、
極く微量の不純物を有するエッチャントガスを製造する
ための、比較的簡単な、経済的な方法を提供するため
に、この分野における連続した努力が続けられてきた。
ヘキサフルオロエタン(C2F6)を含む様々な弗素化
炭化水素ガスが、集積回路に使用されるシリカ材料をエ
ッチングするために、半導体産業に用いられている。例
えば、CF4の主要な用途は、半導体装置の製造におけ
るプラズマエッチャントである。この用途には、高純度
のガスが必須である。エッチャントガス内の少量の不純
物さえも、これらの集積回路の製造において、欠陥率を
増加させてしまうことが見出されている。このように、
極く微量の不純物を有するエッチャントガスを製造する
ための、比較的簡単な、経済的な方法を提供するため
に、この分野における連続した努力が続けられてきた。
【0003】そのようなエッチャントガスの1つのソー
スは、もちろん、半導体のプラズマエッチングプロセス
からの排気ガスまたはベントガスである。排気ガスは、
しばしば、N2とともに、未反応のCF4および/また
はC2F6、およびSF3、NF3、およびCHF3の
ような他の過弗化化合物を含有している。排気ガスは、
通常、プラズマエッチングプロセスから回収され、PF
C回収段階において数ppmから約90容量%に濃縮さ
れる。この濃縮された排気ガスは、時々、PFC混合物
またはPFCスープと呼ばれている。PFC混合物は、
通常、約90容量%のCF4および/またはC2F6、
および約10容量%のSF3、NF3、およびCHF3
を含有している。
スは、もちろん、半導体のプラズマエッチングプロセス
からの排気ガスまたはベントガスである。排気ガスは、
しばしば、N2とともに、未反応のCF4および/また
はC2F6、およびSF3、NF3、およびCHF3の
ような他の過弗化化合物を含有している。排気ガスは、
通常、プラズマエッチングプロセスから回収され、PF
C回収段階において数ppmから約90容量%に濃縮さ
れる。この濃縮された排気ガスは、時々、PFC混合物
またはPFCスープと呼ばれている。PFC混合物は、
通常、約90容量%のCF4および/またはC2F6、
および約10容量%のSF3、NF3、およびCHF3
を含有している。
【0004】実質的に純粋なCF4および/またはC2
F6を得るためにPFC混合物を精製する1つの方法
は、極低温蒸留である。しかし、そのようなプロセスに
は、幾つかの欠点がある。極低温蒸留は、しばしば、特
別の装置を必要とし、高い設備コストがかかる。加え
て、PFC混合物は、それらのガス成分自身の物理特性
のため、例えばCF4とNF3、およびC2F6とCH
F3は、相互に共沸混合物を形成するので、極低温蒸留
による分離は困難である。
F6を得るためにPFC混合物を精製する1つの方法
は、極低温蒸留である。しかし、そのようなプロセスに
は、幾つかの欠点がある。極低温蒸留は、しばしば、特
別の装置を必要とし、高い設備コストがかかる。加え
て、PFC混合物は、それらのガス成分自身の物理特性
のため、例えばCF4とNF3、およびC2F6とCH
F3は、相互に共沸混合物を形成するので、極低温蒸留
による分離は困難である。
【0005】C2F6からクロロトリフルオロメタン
(CClF3)および/またはフルオロホルム(CHF
3)を除去するために、活性炭またはゼオライトを用い
ることもまた、公知である。例えば、米国特許第5,5
23,499号を参照のこと。しかし、この吸着プロセ
スは、PFCスープのようなガス混合物からN2、SF
6、および/またはNF3を除去出来るとは言われてい
ない。
(CClF3)および/またはフルオロホルム(CHF
3)を除去するために、活性炭またはゼオライトを用い
ることもまた、公知である。例えば、米国特許第5,5
23,499号を参照のこと。しかし、この吸着プロセ
スは、PFCスープのようなガス混合物からN2、SF
6、および/またはNF3を除去出来るとは言われてい
ない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、PFC混合物からCF4および/またはC2F6を
分離することが出来る方法を提供することにある。
は、PFC混合物からCF4および/またはC2F6を
分離することが出来る方法を提供することにある。
【0007】本発明の他の目的は、以下の明細書の記
載、特許請求の範囲、および添付図面から明らかとなる
であろう。
載、特許請求の範囲、および添付図面から明らかとなる
であろう。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガスから、C
F4およびC2F6の少なくとも1種を分離する方法に
関する。この方法は、(a)(i)CF4およびC2F
6の少なくとも1種、(ii)NF3、CHF3、およ
びN2の少なくとも1種、および(iii)SF6を含
むガス混合物を、 SF6、およびCF4およびC2F
6の少なくとも1種に富む残留流と、NF3、CH
F3、およびN2の少なくとも1種に富む透過流とを得
るに有効な条件で、膜と接触させる工程、および(b)
SF6を吸着し、CF4およびC2F6の少なくとも1
種に富む生成流を生成するに有効な条件で、残留流を吸
着剤と接触させる工程を具備する。
F4およびC2F6の少なくとも1種を分離する方法に
関する。この方法は、(a)(i)CF4およびC2F
6の少なくとも1種、(ii)NF3、CHF3、およ
びN2の少なくとも1種、および(iii)SF6を含
むガス混合物を、 SF6、およびCF4およびC2F
6の少なくとも1種に富む残留流と、NF3、CH
F3、およびN2の少なくとも1種に富む透過流とを得
るに有効な条件で、膜と接触させる工程、および(b)
SF6を吸着し、CF4およびC2F6の少なくとも1
種に富む生成流を生成するに有効な条件で、残留流を吸
着剤と接触させる工程を具備する。
【0009】好ましい態様では、本発明は、ガスから、
CF4およびC2F6の双方を分離する方法に関する。
この方法は、(a)(i)CF4、C2F6、NF3、
CHF3、N2およびSF6を含むガス混合物を、SF
6、CF4およびC2F6に富む残留流と、NF3、C
HF 3、およびN2に富む透過流とを得るに有効な条件
で、膜と接触させる工程、および(b)SF6を吸着
し、CF4およびC2F6に富む生成流を生成するに有
効な条件で、残留流を吸着剤と接触させる工程を具備す
る。
CF4およびC2F6の双方を分離する方法に関する。
この方法は、(a)(i)CF4、C2F6、NF3、
CHF3、N2およびSF6を含むガス混合物を、SF
6、CF4およびC2F6に富む残留流と、NF3、C
HF 3、およびN2に富む透過流とを得るに有効な条件
で、膜と接触させる工程、および(b)SF6を吸着
し、CF4およびC2F6に富む生成流を生成するに有
効な条件で、残留流を吸着剤と接触させる工程を具備す
る。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明は、ガス混合物から、CF
4およびC2F6の少なくとも1種を分離する方法を提
供する。ガス混合物は、好ましくは、(i)CF4およ
びC2F6の少なくとも1種、(ii)NF3、CHF
3およびN2の少なくとも1種、および(iii)SF
6を含む。より好ましくは、ガス混合物は、CF4、C
2F6、NF3、CHF3、N2およびSF6を含む、
半導体製造プロセスからの排気ガスまたはベントガスで
ある。排気ガスは、好ましくは、初期の回収または濃縮
工程を受けたものである。
4およびC2F6の少なくとも1種を分離する方法を提
供する。ガス混合物は、好ましくは、(i)CF4およ
びC2F6の少なくとも1種、(ii)NF3、CHF
3およびN2の少なくとも1種、および(iii)SF
6を含む。より好ましくは、ガス混合物は、CF4、C
2F6、NF3、CHF3、N2およびSF6を含む、
半導体製造プロセスからの排気ガスまたはベントガスで
ある。排気ガスは、好ましくは、初期の回収または濃縮
工程を受けたものである。
【0011】分離されるべきガス混合物は、好ましく
は、約10ないし約95容量%の、CF4およびC2F
6の少なくとも1種を含む。ガス混合物の残部は、好ま
しくは、NF3、CHF3およびN2の少なくとも1種
を含む。
は、約10ないし約95容量%の、CF4およびC2F
6の少なくとも1種を含む。ガス混合物の残部は、好ま
しくは、NF3、CHF3およびN2の少なくとも1種
を含む。
【0012】本発明の方法は、ガス混合物を、SF6、
およびCF4並びにC2F6の少なくとも1種に富む残
留流と、NF3、CHF3、およびN2の少なくとも1
種に富む透過流とを得るに有効な条件で、膜と接触させ
る工程、およびSF6を吸着し、CF4およびC2F6
の少なくとも1種に富む生成流を生成するに有効な条件
で、残留流を吸着剤と接触させる工程を具備する。
およびCF4並びにC2F6の少なくとも1種に富む残
留流と、NF3、CHF3、およびN2の少なくとも1
種に富む透過流とを得るに有効な条件で、膜と接触させ
る工程、およびSF6を吸着し、CF4およびC2F6
の少なくとも1種に富む生成流を生成するに有効な条件
で、残留流を吸着剤と接触させる工程を具備する。
【0013】本明細書で用いている「富む」なる語は、
その流れ中の特定の成分の濃度が、その工程への原料流
中の同じ成分の濃度よりも高いことを意味する。同様
に、「乏しい」なる語は、その流れ中の特定の成分の濃
度が、その工程への原料流中の同じ成分の濃度よりも低
いことを意味する。
その流れ中の特定の成分の濃度が、その工程への原料流
中の同じ成分の濃度よりも高いことを意味する。同様
に、「乏しい」なる語は、その流れ中の特定の成分の濃
度が、その工程への原料流中の同じ成分の濃度よりも低
いことを意味する。
【0014】本発明の方法に使用されるに適切な膜は、
好ましくはポリイミド;ポリアミド;ポリアミド−イミ
ド;ポリエステル;ポリカーボネート;ポリスルホン;
ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;アルキル
置換芳香族ポリエステル;ポリエーテルスルホン、芳香
族ポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリアミド−イミ
ド、弗素化芳香族ポリイミド、ポリアミド、およびポリ
アミド−イミドのブレンドからなるポリマー膜のような
ガラス質膜、その内容が本明細書の一部をなす、199
4年5月20日に出願された米国特許出願08/24
7,125に開示されているようなガラス質ポリマー
膜、セルロースアセテート;およびそのブレンド、その
コポリマー、その置換ポリマー(例えばアルキル、アリ
ル)等からなる膜を含む。
好ましくはポリイミド;ポリアミド;ポリアミド−イミ
ド;ポリエステル;ポリカーボネート;ポリスルホン;
ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;アルキル
置換芳香族ポリエステル;ポリエーテルスルホン、芳香
族ポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリアミド−イミ
ド、弗素化芳香族ポリイミド、ポリアミド、およびポリ
アミド−イミドのブレンドからなるポリマー膜のような
ガラス質膜、その内容が本明細書の一部をなす、199
4年5月20日に出願された米国特許出願08/24
7,125に開示されているようなガラス質ポリマー
膜、セルロースアセテート;およびそのブレンド、その
コポリマー、その置換ポリマー(例えばアルキル、アリ
ル)等からなる膜を含む。
【0015】本発明の方法に使用されるに適切な他の膜
は、非対称膜を含む。非対称膜は、溶媒可溶性の非溶媒
中におけるポリマー溶液の析出により製造される。その
ような膜は、傾斜した気孔率の異方性基板上に支持され
た緻密な分離層により代表され、一般に1工程で製造さ
れる。そのような膜およびその製造方法の例は、米国特
許第4,113,628号、第4,378,324号、
第4,460,526号、第4,474,662号、第
4,485,056号、第4,512,893号、第
5,085,676号、および第4,717,394号
に開示されており、これらはすべて本明細書の一部をな
す。米国特許第4,717,394号および第5,08
5,676号は、選択されたポリイミドからの非対称分
離膜の製造を開示している。特に好ましい膜は、米国特
許第5,085,676号に開示されているような、ポ
リイミド非対称ガス分離膜である。
は、非対称膜を含む。非対称膜は、溶媒可溶性の非溶媒
中におけるポリマー溶液の析出により製造される。その
ような膜は、傾斜した気孔率の異方性基板上に支持され
た緻密な分離層により代表され、一般に1工程で製造さ
れる。そのような膜およびその製造方法の例は、米国特
許第4,113,628号、第4,378,324号、
第4,460,526号、第4,474,662号、第
4,485,056号、第4,512,893号、第
5,085,676号、および第4,717,394号
に開示されており、これらはすべて本明細書の一部をな
す。米国特許第4,717,394号および第5,08
5,676号は、選択されたポリイミドからの非対称分
離膜の製造を開示している。特に好ましい膜は、米国特
許第5,085,676号に開示されているような、ポ
リイミド非対称ガス分離膜である。
【0016】本発明の方法に使用されるに適切な更に他
の膜は、複合ガス分離膜である。これらの膜は、典型的
には、予め形成された微細気孔質の基板上に緻密な分離
層を有する。分離層および基板は、通常、組成が異なっ
ている。複合ガス分離膜は、異方性の微細気孔質の基板
上に、極めて薄い緻密な分離層を有する構造に発展し
た。これらの複合ガス分離膜は、予め形成された異方性
支持膜の頂部上に、予め形成された極めて薄い緻密な分
離層をラミネートすることにより製造することが出来
る。
の膜は、複合ガス分離膜である。これらの膜は、典型的
には、予め形成された微細気孔質の基板上に緻密な分離
層を有する。分離層および基板は、通常、組成が異なっ
ている。複合ガス分離膜は、異方性の微細気孔質の基板
上に、極めて薄い緻密な分離層を有する構造に発展し
た。これらの複合ガス分離膜は、予め形成された異方性
支持膜の頂部上に、予め形成された極めて薄い緻密な分
離層をラミネートすることにより製造することが出来
る。
【0017】そのような膜およびその製造方法の例は、
米国特許第4,664,669号、第4,689,26
7号、第4、741、829号、第2,947,687
号、第2,953,502号、第3,616,607
号、第4、714、481号、第4,602,922
号、第2,970,106号、第2,960,462
号、第4,713,292号、第4,086,310
号、第4,132,824号、第4,192,824
号、第4,155,793号、および第4,156,5
97号に開示されており、これらはすべて本明細書の一
部をなす。
米国特許第4,664,669号、第4,689,26
7号、第4、741、829号、第2,947,687
号、第2,953,502号、第3,616,607
号、第4、714、481号、第4,602,922
号、第2,970,106号、第2,960,462
号、第4,713,292号、第4,086,310
号、第4,132,824号、第4,192,824
号、第4,155,793号、および第4,156,5
97号に開示されており、これらはすべて本明細書の一
部をなす。
【0018】或いは、複合ガス分離膜は、最初に異方性
気孔質基板が形成され、次いで、この基板を膜形成溶液
と接触させる、多工程製造プロセスにより製造され得
る。そのような方法の例は、米国特許第4,826,5
99号、第3,648,845号、および第3,50
8,994号に開示されており、これらはすべて本明細
書の一部をなす。
気孔質基板が形成され、次いで、この基板を膜形成溶液
と接触させる、多工程製造プロセスにより製造され得
る。そのような方法の例は、米国特許第4,826,5
99号、第3,648,845号、および第3,50
8,994号に開示されており、これらはすべて本明細
書の一部をなす。
【0019】米国特許第4,756,932号は、多層
ポリマー溶液層の共押し出し、および溶媒可溶性非溶媒
中の析出により、どのように複合中空繊維膜が製造され
得るかを開示している。
ポリマー溶液層の共押し出し、および溶媒可溶性非溶媒
中の析出により、どのように複合中空繊維膜が製造され
得るかを開示している。
【0020】本発明に用いられる膜は、ガス混合物中の
有害成分を取り除く能力を増加させるために、弗素化さ
れた、または過弗素化されたポリマー層で後処理される
か、または該ポリマー層により被覆されるか、または該
ポリマー層とともに共押し出しされ得る。なお、膜とP
FCとの低レベルの、または一時的な接触で、ガス混合
物からPFCが分離される。
有害成分を取り除く能力を増加させるために、弗素化さ
れた、または過弗素化されたポリマー層で後処理される
か、または該ポリマー層により被覆されるか、または該
ポリマー層とともに共押し出しされ得る。なお、膜とP
FCとの低レベルの、または一時的な接触で、ガス混合
物からPFCが分離される。
【0021】接触工程中のガス混合物および/または膜
の温度は、約−10℃から約100℃の間を変化する。
好ましくは、温度は、約10℃〜約80℃である。より
好ましくは、温度は、常温、即ち約20℃〜25℃と、
約60℃の間である。
の温度は、約−10℃から約100℃の間を変化する。
好ましくは、温度は、約10℃〜約80℃である。より
好ましくは、温度は、常温、即ち約20℃〜25℃と、
約60℃の間である。
【0022】本発明によると、約2,000psig未
満の、膜を横切る圧力損失を有するのが好ましい。より
好ましくは、圧力損失は、約3〜約200psigであ
る。更により好ましくは、圧力損失は、約20〜約60
psigである。
満の、膜を横切る圧力損失を有するのが好ましい。より
好ましくは、圧力損失は、約3〜約200psigであ
る。更により好ましくは、圧力損失は、約20〜約60
psigである。
【0023】膜を横切る、必要な圧力損失は、2つの方
法のうちの1つで得ることが出来る。第1に、原料ガス
流を圧縮する。好ましいコンプレッサーは、米国オハイ
オ州のパワレックス・ハリソン(Powerex Ha
rrison)社から、商品名POWEREXで市販さ
れている、封止された、オイルフリーのものである。第
2に、より好ましくは、膜を横切る圧力損失は、膜の透
過側の圧力を下げることにより形成し得る。透過側に低
圧を作り出すためには、真空ポンプまたは他の吸引装置
を用いることが出来る。
法のうちの1つで得ることが出来る。第1に、原料ガス
流を圧縮する。好ましいコンプレッサーは、米国オハイ
オ州のパワレックス・ハリソン(Powerex Ha
rrison)社から、商品名POWEREXで市販さ
れている、封止された、オイルフリーのものである。第
2に、より好ましくは、膜を横切る圧力損失は、膜の透
過側の圧力を下げることにより形成し得る。透過側に低
圧を作り出すためには、真空ポンプまたは他の吸引装置
を用いることが出来る。
【0024】膜を横切るガス混合物の流量は、分離に用
いられる膜の単位平方メートル当たり、0〜105Nm
3/hとすることが出来る。好ましくは、その流量は、
約10−4〜約10Nm3/h−m2であり、より好ま
しくは、その流量は、約0.01〜0.5Nm3/h−
m2である。
いられる膜の単位平方メートル当たり、0〜105Nm
3/hとすることが出来る。好ましくは、その流量は、
約10−4〜約10Nm3/h−m2であり、より好ま
しくは、その流量は、約0.01〜0.5Nm3/h−
m2である。
【0025】膜分離工程は、好ましくは、約60〜約9
9%のCF4およびC2F6の少なくとも1種と、約
0.5〜約4%のSF6を含む、残留流を与える。この
残留流は、微量のNF3およびCHF3を含み得る。こ
の微量の不純物は、その後の吸着ユニットにおいて除去
され得る。膜分離工程はまた、好ましくは、約10〜約
60容量%のNF3、CHF3およびN2の少なくとも
1種を含む透過流を生成する。
9%のCF4およびC2F6の少なくとも1種と、約
0.5〜約4%のSF6を含む、残留流を与える。この
残留流は、微量のNF3およびCHF3を含み得る。こ
の微量の不純物は、その後の吸着ユニットにおいて除去
され得る。膜分離工程はまた、好ましくは、約10〜約
60容量%のNF3、CHF3およびN2の少なくとも
1種を含む透過流を生成する。
【0026】本発明の方法における吸着工程は、圧力揺
動吸着(PSA)または熱揺動吸着(TSA)のいずれ
かにより行うことが出来る。両方の吸着技術は、周知で
ある。この工程は、充填床、移動床、または流動床にお
いて実施することが出来る。
動吸着(PSA)または熱揺動吸着(TSA)のいずれ
かにより行うことが出来る。両方の吸着技術は、周知で
ある。この工程は、充填床、移動床、または流動床にお
いて実施することが出来る。
【0027】吸着工程は、50〜1.5バール、好まし
くは20〜3バールの圧力下で実施することが出来る。
経済的見地からは、吸着圧力は、多くの場合、膜残留流
の圧力により示される。この工程を実施する温度は、3
0℃〜100℃を変化し得る。単位吸着剤量当たりの流
量(即ち、空筒速度)は、20分−1〜0.1分−1、
好ましくは10分−1〜1分−1を変化し得る。
くは20〜3バールの圧力下で実施することが出来る。
経済的見地からは、吸着圧力は、多くの場合、膜残留流
の圧力により示される。この工程を実施する温度は、3
0℃〜100℃を変化し得る。単位吸着剤量当たりの流
量(即ち、空筒速度)は、20分−1〜0.1分−1、
好ましくは10分−1〜1分−1を変化し得る。
【0028】CF4およびC2F6を含むガス流からS
F6を選択的に吸着することが出来る限り、どのような
吸着剤も、本発明の方法に使用することが出来る。適切
な吸着剤としては、ゼオライト、活性炭、カーボンモレ
キュラーシーブズ、およびポリマー吸着樹脂がある。
F6を選択的に吸着することが出来る限り、どのような
吸着剤も、本発明の方法に使用することが出来る。適切
な吸着剤としては、ゼオライト、活性炭、カーボンモレ
キュラーシーブズ、およびポリマー吸着樹脂がある。
【0029】好ましくは、本発明において使用されるゼ
オライトは、1:1〜100:1、より好ましくは1:
1〜1:50のシリカとアルミナのモル比を有する。よ
り好ましくは、ゼオライトは、X型ゼオライトである。
使用前に、ゼオライトは、Ca,Na,Li,Li/Z
n,Be,Mg,又はFeによりイオン交換されるべき
である。イオン交換されたゼオライトとしては、NaX
ゼオライト、CaXゼオライト、およびLiXゼオライ
トがある。
オライトは、1:1〜100:1、より好ましくは1:
1〜1:50のシリカとアルミナのモル比を有する。よ
り好ましくは、ゼオライトは、X型ゼオライトである。
使用前に、ゼオライトは、Ca,Na,Li,Li/Z
n,Be,Mg,又はFeによりイオン交換されるべき
である。イオン交換されたゼオライトとしては、NaX
ゼオライト、CaXゼオライト、およびLiXゼオライ
トがある。
【0030】カルゴン(Calgon)社製のBPL,
F−300,F−400およびPCB、ユニオンカーバ
イド社製のBAC、およびノリット(Norit)社製
のRB2を含む、様々な市販されている活性炭を用いる
ことが出来る。これらの中では、カルゴン(Calgo
n)社製のPCBが好ましい。
F−300,F−400およびPCB、ユニオンカーバ
イド社製のBAC、およびノリット(Norit)社製
のRB2を含む、様々な市販されている活性炭を用いる
ことが出来る。これらの中では、カルゴン(Calgo
n)社製のPCBが好ましい。
【0031】同様に、様々な市販されているポリマー吸
着剤樹脂を本発明に用いることが出来る。本発明に対し
適切なポリマー吸着剤樹脂の例は、ダウケミカル社から
市販されているDOWREXである。
着剤樹脂を本発明に用いることが出来る。本発明に対し
適切なポリマー吸着剤樹脂の例は、ダウケミカル社から
市販されているDOWREXである。
【0032】もちろん、使用される吸着剤の量は、分離
される不純物の量、および生成ガスの所望の純度に応じ
て変化する。そのようなものの決定は、当業者の範囲内
である。
される不純物の量、および生成ガスの所望の純度に応じ
て変化する。そのようなものの決定は、当業者の範囲内
である。
【0033】使用の後、吸着剤は、 SF6をような不
純物の脱着により再生される。吸着剤に吸着された不純
物を脱着するための様々な方法がこの分野で知られてい
る。一般に、脱着は、吸着された成分を除去する上で有
効な熱力学変数を変えることにより行うことが出来る。
例えば、脱着は、熱スイングサイクル、圧力スイングサ
イクル、または真空サイクルを用いて実施することが出
来る。なお、これらはすべて公知である。或いは、吸着
された成分は、ストリッピングガスまたは液を用いて除
去することが出来る。ストリッピング材は、プロセスへ
の原料材、またはN2、He、Ar、またはスチームの
ような他の材料の何れかとすることが出来る。
純物の脱着により再生される。吸着剤に吸着された不純
物を脱着するための様々な方法がこの分野で知られてい
る。一般に、脱着は、吸着された成分を除去する上で有
効な熱力学変数を変えることにより行うことが出来る。
例えば、脱着は、熱スイングサイクル、圧力スイングサ
イクル、または真空サイクルを用いて実施することが出
来る。なお、これらはすべて公知である。或いは、吸着
された成分は、ストリッピングガスまたは液を用いて除
去することが出来る。ストリッピング材は、プロセスへ
の原料材、またはN2、He、Ar、またはスチームの
ような他の材料の何れかとすることが出来る。
【0034】再生工程を実施する条件、およびもし採用
するのであればストリッピング材の量は、当業者により
容易に決定することが出来る。
するのであればストリッピング材の量は、当業者により
容易に決定することが出来る。
【0035】ガス混合物からのCF4および/またはC
2F6の回収は、分離段数を増加させること、または1
つ若しくはそれ以上のフィードバック(リサイクル)ル
ープを加えることのいずれかにより、増加させることが
出来る。そのような変形は、本発明の範囲内である。
2F6の回収は、分離段数を増加させること、または1
つ若しくはそれ以上のフィードバック(リサイクル)ル
ープを加えることのいずれかにより、増加させることが
出来る。そのような変形は、本発明の範囲内である。
【0036】更に、本発明の方法は、高純度のCF4お
よび/またはC2F6を生成するために、極低温蒸留塔
との組合せで用いることが出来る。それは、典型的なP
FC回収ユニットを備えた半導体製造施設内に設置する
ことも可能である。これにより、外部における精製のた
めの輸送容積を減少させることが出来る。
よび/またはC2F6を生成するために、極低温蒸留塔
との組合せで用いることが出来る。それは、典型的なP
FC回収ユニットを備えた半導体製造施設内に設置する
ことも可能である。これにより、外部における精製のた
めの輸送容積を減少させることが出来る。
【0037】図1は、本発明の好ましい方法を示すフロ
ーダイヤグラムである。CF4、C 2F6、NF3、C
HF3、N2、およびSF6を含む原料ガス流1は、膜
分離ユニット10に導入される。原料ガス流1は、SF
6、CF4およびC2F6に富む残留流2と、NF3、
CHF3およびN2に富む透過流3を得るために効果的
な条件で、膜と接触させられる。残留流2は、次いで、
吸着ユニット20を通過し、そこでSF6および任意の
残留NF3およびCHF3が吸着される。吸着ユニット
20は、CF4およびC2F6に富む流れ4を生成す
る。
ーダイヤグラムである。CF4、C 2F6、NF3、C
HF3、N2、およびSF6を含む原料ガス流1は、膜
分離ユニット10に導入される。原料ガス流1は、SF
6、CF4およびC2F6に富む残留流2と、NF3、
CHF3およびN2に富む透過流3を得るために効果的
な条件で、膜と接触させられる。残留流2は、次いで、
吸着ユニット20を通過し、そこでSF6および任意の
残留NF3およびCHF3が吸着される。吸着ユニット
20は、CF4およびC2F6に富む流れ4を生成す
る。
【0038】以上、本発明の好ましい態様について説明
したが、更に変形例、修正例が可能であることが当業者
に明らかであることを理解すべきである。そのような変
形例および修正例は、特許請求の範囲に含まれるものと
考えるべきである。
したが、更に変形例、修正例が可能であることが当業者
に明らかであることを理解すべきである。そのような変
形例および修正例は、特許請求の範囲に含まれるものと
考えるべきである。
【図1】本発明による方法のフローダイヤグラム線図。
1…原料ガス流 2…残留流 3…透過流 4…CF4およびC2F6に富む流れ 10…膜分離ユニット 20…吸着ユニット
Claims (10)
- 【請求項1】(a)(i)CF4およびC2F6の少な
くとも1種、(ii)NF3、CHF3、およびN2の
少なくとも1種、および(iii)SF6を含むガス混
合物を、 SF6、およびCF4およびC2F6の少な
くとも1種に富む残留流と、NF3、CHF3、および
N2の少なくとも1種に富む透過流とを得るに有効な条
件で、膜と接触させる工程、および(b)SF6を吸着
し、CF4およびC2F6の少なくとも1種に富む生成
流を生成するに有効な条件で、残留流を吸着剤と接触さ
せる工程を具備することを特徴とする、ガスからCF4
およびC2F6の少なくとも1種を分離する方法。 - 【請求項2】前記ガス混合物は、CF4およびC2F6
の双方を含み、前記残留流および前記生成流は、CF4
およびC2F6の双方に富むことを特徴とする請求項1
に記載の方法。 - 【請求項3】前記ガス混合物は、NF3、CHF3、お
よびN2を含み、前記透過流は、NF3、CHF3、お
よびN2に富むことを特徴とする請求項1に記載の方
法。 - 【請求項4】前記工程(a)における条件は、約10℃
〜約80℃の温度、約3〜約200psigの圧力損
失、および約10−4〜約10Nm3/h−m2の流量
であることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】前記吸着剤は、ゼオライト、活性炭、また
はポリマー吸着樹脂であることを特徴とする請求項1に
記載の方法。 - 【請求項6】前記膜は、ポリイミド、ポリアミド、ポリ
アミド−イミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポ
リスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケト
ン、アルキル置換芳香族ポリエステル、およびポリエー
テルスルホン、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミド、
ポリアミド−イミド、弗素化芳香族ポリイミド、ポリア
ミド、およびポリアミド−イミドのブレンドからなる群
から選ばれたものであることを特徴とする請求項1に記
載の方法。 - 【請求項7】(a)(i)CF4、C2F6、NF3、
CHF3、N2およびSF6を含むガス混合物を、SF
6、CF4およびC2F6に富む残留流と、NF3、C
HF 3、およびN2に富む透過流とを得るに有効な条件
で、膜と接触させる工程、および(b)SF6を吸着
し、CF4およびC2F6に富む生成流を生成するに有
効な条件で、残留流を吸着剤と接触させる工程を具備す
ることを特徴とする、ガスからCF4およびC2F6を
分離する方法。 - 【請求項8】前記工程(a)における条件は、約10℃
〜約80℃の温度、約3〜約200psigの圧力損
失、および約10−4〜約10Nm3/h−m2の流量
であることを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】前記吸着剤は、ゼオライト、活性炭、また
はポリマー吸着樹脂であることを特徴とする請求項7に
記載の方法。 - 【請求項10】前記膜は、ポリイミド、ポリアミド、ポ
リアミド−イミド、ポリエステル、ポリカーボネート、
ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケ
トン、アルキル置換芳香族ポリエステル、およびポリエ
ーテルスルホン、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミ
ド、ポリアミド−イミド、弗素化芳香族ポリイミド、ポ
リアミド、およびポリアミド−イミドのブレンドからな
る群から選ばれたものであることを特徴とする請求項7
に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US061977 | 1998-04-17 | ||
US09/061,977 US6187077B1 (en) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | Separation of CF4 and C2F6 from a perfluorocompound mixture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11319465A true JPH11319465A (ja) | 1999-11-24 |
Family
ID=22039437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11109169A Pending JPH11319465A (ja) | 1998-04-17 | 1999-04-16 | 過弗化化合物からcf4およびc2f6を分離する方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6187077B1 (ja) |
EP (1) | EP0950430A1 (ja) |
JP (1) | JPH11319465A (ja) |
KR (1) | KR19990083235A (ja) |
CN (1) | CN1235147A (ja) |
SG (1) | SG74719A1 (ja) |
TW (1) | TW409066B (ja) |
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