JPS6154235A - 塩化水素ガスの精製方法 - Google Patents
塩化水素ガスの精製方法Info
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- JPS6154235A JPS6154235A JP59173126A JP17312684A JPS6154235A JP S6154235 A JPS6154235 A JP S6154235A JP 59173126 A JP59173126 A JP 59173126A JP 17312684 A JP17312684 A JP 17312684A JP S6154235 A JPS6154235 A JP S6154235A
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- Japan
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- gas
- purification
- molded bodies
- raw material
- acid gas
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (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〕
本発明は酸性ガス、特に半導体製造に使用される酸性ガ
スの精製方法に関するものである。
スの精製方法に関するものである。
半導体製造工業においては、数多くのガスが用いられて
いるが、その中で特に気相エツチング用ガスとしては、
塩素、塩化水素、７ツ化水素、臭化水素などの酸性ガス
が用いられている。これらエツチングに用いるガスの組
成や不純物含有量によってはエツチング速度の変動を生
じ不良素子を発生させることがしばしばある。半導体素
子の性能に影響する不純物の量は、非常に微妙であり、
ガス分析手段の検知限界以下の不純物が問題となること
も希ではない。このような事情から半導体製造に月いら
れるガスの純度は高い程良い。
いるが、その中で特に気相エツチング用ガスとしては、
塩素、塩化水素、７ツ化水素、臭化水素などの酸性ガス
が用いられている。これらエツチングに用いるガスの組
成や不純物含有量によってはエツチング速度の変動を生
じ不良素子を発生させることがしばしばある。半導体素
子の性能に影響する不純物の量は、非常に微妙であり、
ガス分析手段の検知限界以下の不純物が問題となること
も希ではない。このような事情から半導体製造に月いら
れるガスの純度は高い程良い。
これら酸性ガス中の不純物の１つに水がある。
この水の除央方法は、
（１） 濃硫酸を用いて乾燥する方法（２） 五酸
化リンを用いて乾燥する方法のいずれかまたは併用して
行われているのが現状であり、その他に （３） 酸処理したゼオライトで処理する方法（特開
昭５２−６５１．９４）が提案されている。
化リンを用いて乾燥する方法のいずれかまたは併用して
行われているのが現状であり、その他に （３） 酸処理したゼオライトで処理する方法（特開
昭５２−６５１．９４）が提案されている。
（１）の方法のみでは水の除来が不完全であり、（２）
の方法を併用すれば水分含有量を大巾に減らすことが出
来るが、五酸化リンは再生使朋することが出来す、また
取扱いが繁雑なので工業的な大景のガス処理には適して
いない。また、（３）の方法においてはゼオライトをあ
らかじめ酸処理することが必須であり、しかも数回の酸
処理が必要なので経済的方法ではない。しかもゼオライ
ト粉末は、酸処理することが出来てもそれを脱水塔に充
填する為には、結合剤と混合しである大きさに成形する
ことが必要であるが、水を含んだ酸性ガスと接触して機
械的強度を維持できる結合剤はない。また、ゼオライト
粉末を結合剤と混合して成形、焼成したものを酸処理す
る方法もあるが、酸処理によって成形体の形が崩壊して
しまう。また、天然ゼオライトを用いる方法もあるが、
天然ゼオライトは、一般にゼオライト含有量が低く品質
も不均一であるので、精製容量が小さく安定的に工業用
材料として使用するには難がある。
の方法を併用すれば水分含有量を大巾に減らすことが出
来るが、五酸化リンは再生使朋することが出来す、また
取扱いが繁雑なので工業的な大景のガス処理には適して
いない。また、（３）の方法においてはゼオライトをあ
らかじめ酸処理することが必須であり、しかも数回の酸
処理が必要なので経済的方法ではない。しかもゼオライ
ト粉末は、酸処理することが出来てもそれを脱水塔に充
填する為には、結合剤と混合しである大きさに成形する
ことが必要であるが、水を含んだ酸性ガスと接触して機
械的強度を維持できる結合剤はない。また、ゼオライト
粉末を結合剤と混合して成形、焼成したものを酸処理す
る方法もあるが、酸処理によって成形体の形が崩壊して
しまう。また、天然ゼオライトを用いる方法もあるが、
天然ゼオライトは、一般にゼオライト含有量が低く品質
も不均一であるので、精製容量が小さく安定的に工業用
材料として使用するには難がある。
このような事情から、半導体製造用酸性ガス中の水分の
工業的除去方法は、いまだ解決されていないのが実情で
ある。すなわち、半導体製造用酸性ガスを精製するに際
して、十分高い精製度を達成すると同時に精製容量が大
きく、また再生可能であること、再生使用しても形状及
び機械的強度の変化がないことなどを満足する精製材料
の開発とそれを用いた精製方法が技術的課題である。
工業的除去方法は、いまだ解決されていないのが実情で
ある。すなわち、半導体製造用酸性ガスを精製するに際
して、十分高い精製度を達成すると同時に精製容量が大
きく、また再生可能であること、再生使用しても形状及
び機械的強度の変化がないことなどを満足する精製材料
の開発とそれを用いた精製方法が技術的課題である。
上記の技術的課題を解決する為に、本発明は合成モルデ
ナイト成形体を用いて精製する。合成モルデナイトの合
成法は種々提案されているが、本発明に用いられる合成
モルデナイト成形体は、シリカ源、アルミナ源およびア
ルカリ源からなる原料混合物を成形し、焼成し、ついで
水またはアルカリ性水溶液中で加熱して結晶化してえら
れたものである。
ナイト成形体を用いて精製する。合成モルデナイトの合
成法は種々提案されているが、本発明に用いられる合成
モルデナイト成形体は、シリカ源、アルミナ源およびア
ルカリ源からなる原料混合物を成形し、焼成し、ついで
水またはアルカリ性水溶液中で加熱して結晶化してえら
れたものである。
以下本発明をさらに詳細に説明する。
本発明に用いられる合成モルデナイト成形体は、先に本
発明者等が特許出願した「高シリカ合成モルデナイト成
形体」、「高強度合成モルデナイト成形体の製造方法」
、「合成モルデナイト成形体の製造方法」（以上３件、
昭和５９年７月１０日出願）及び「合成モルデナイト成
形体の製造法」（昭和５９年８ 月 ８ 日出願）に記
載された方法のいずれかまたはそれらを組み合わせた方
法によって製造することができる。
発明者等が特許出願した「高シリカ合成モルデナイト成
形体」、「高強度合成モルデナイト成形体の製造方法」
、「合成モルデナイト成形体の製造方法」（以上３件、
昭和５９年７月１０日出願）及び「合成モルデナイト成
形体の製造法」（昭和５９年８ 月 ８ 日出願）に記
載された方法のいずれかまたはそれらを組み合わせた方
法によって製造することができる。
前記の方法によって得られる合成モルデ、ナイト成形体
の５ｉＯｚ／Ａｌｔｏｓ比は、原料配合組成及び結晶化
条件の組み合わせによって１０〜３０までのものができ
るが、５ｉｏｙ’Ａ］４ｏｓ比が高いものの方が耐熱性
および耐酸性により優れているので、好ましくは５ｉｏ
ｌ／Ａ１ｗ’ａ比が１５以上のものが用いられる。
の５ｉＯｚ／Ａｌｔｏｓ比は、原料配合組成及び結晶化
条件の組み合わせによって１０〜３０までのものができ
るが、５ｉｏｙ’Ａ］４ｏｓ比が高いものの方が耐熱性
および耐酸性により優れているので、好ましくは５ｉｏ
ｌ／Ａ１ｗ’ａ比が１５以上のものが用いられる。
精製塔に充填された合成モルデナイト成形体は、半導体
製造用酸性ガスを流通して精製する前に活性化される。
製造用酸性ガスを流通して精製する前に活性化される。
活性化は通常不活性雰囲気下または真空下で３００℃以
上の温度で加熱することによって行われる。活性化終了
後は精製塔を密閉して冷却するかまたは除去しようとす
る半導体製造用酸性ガス中の不純物ガス成分を含まない
ガスを流通しながら冷却する。
上の温度で加熱することによって行われる。活性化終了
後は精製塔を密閉して冷却するかまたは除去しようとす
る半導体製造用酸性ガス中の不純物ガス成分を含まない
ガスを流通しながら冷却する。
前記のような前処理をした精製塔を常温またはそれ以下
に冷却した後、不純物ガス成分を含む半導体製造用酸性
ガスを流通することによって精製することができる。ガ
スの流量は精製塔の大きさ。
に冷却した後、不純物ガス成分を含む半導体製造用酸性
ガスを流通することによって精製することができる。ガ
スの流量は精製塔の大きさ。
合成モルデナイト成形体の形状と充填量及び不純物ガス
含有量等を考慮して、不純物ガ、ス成分が適切な長さの
物質移動帯を形成するように設定する。
含有量等を考慮して、不純物ガ、ス成分が適切な長さの
物質移動帯を形成するように設定する。
上記の方法によって精製した酸性ガスを半導体素子のエ
ツチングガスとして用いることによって特性不良な素子
の生産を防止することが出来る。
ツチングガスとして用いることによって特性不良な素子
の生産を防止することが出来る。
本発明における上記合成モルデナイト成形体は、ゼオラ
イト含有量が高いばかりでなく、モルデナイトそのもの
の結晶度が十分高い為、酸性ガスの精製度が高く、精製
容量も大きい。水だけでなく酸素、窒素、炭酸ガス、炭
化水素等も半導体素子エツチングに悪影響を及ぼすが、
この合成モルデナイトは、水をはじめ上記のいずれかの
不純ガス成分をも十分よく吸着する。
イト含有量が高いばかりでなく、モルデナイトそのもの
の結晶度が十分高い為、酸性ガスの精製度が高く、精製
容量も大きい。水だけでなく酸素、窒素、炭酸ガス、炭
化水素等も半導体素子エツチングに悪影響を及ぼすが、
この合成モルデナイトは、水をはじめ上記のいずれかの
不純ガス成分をも十分よく吸着する。
また、この合成モルデナイト成形体の機械的強度も十分
高い。結合剤成分の結合状態は十分明らかにされていな
いが、ゼオライト粉末を結合剤とともに成形焼成した場
合と異なり、濃厚酸性水溶液中に入れても、成形体形状
が破壊したり、変形したりすることがない、すなわち吸
着した水分中の酸によっておかされないので、使用前に
酸処理等の特別の前処理をする必要がない。
高い。結合剤成分の結合状態は十分明らかにされていな
いが、ゼオライト粉末を結合剤とともに成形焼成した場
合と異なり、濃厚酸性水溶液中に入れても、成形体形状
が破壊したり、変形したりすることがない、すなわち吸
着した水分中の酸によっておかされないので、使用前に
酸処理等の特別の前処理をする必要がない。
酸性ガスの精製度は、原料ガス及び精製ガス中に含まれ
る不純ガス濃度を定量し、両者の濃度を比較して確認す
る方法もあるが、酸性ガスは腐食性が強く、また精製ガ
ス中の不純物ガスは極低濃度であり、定量が困難なので
、精製ガスを用いて半導体素子のエツチングを行って未
精製ガスまたは他の方法により工精製したガスを用いた
場合のエツチング後の特性不良半導体の発生率を比較す
るのが現実的である。
る不純ガス濃度を定量し、両者の濃度を比較して確認す
る方法もあるが、酸性ガスは腐食性が強く、また精製ガ
ス中の不純物ガスは極低濃度であり、定量が困難なので
、精製ガスを用いて半導体素子のエツチングを行って未
精製ガスまたは他の方法により工精製したガスを用いた
場合のエツチング後の特性不良半導体の発生率を比較す
るのが現実的である。
以上の説明から明らかなように本発明によれば（υ 繰
返し再使用しても成形体形状が破壊または変形すること
がなく、 （２） また精製度が高く、精製容量も大きい。
返し再使用しても成形体形状が破壊または変形すること
がなく、 （２） また精製度が高く、精製容量も大きい。
（３） 取扱いが簡単であり、また特別な処理を必要
としないので廉価である。
としないので廉価である。
以下実施例において詳細に説明する。
実施例１
珪藻土４５４に９．ジョーシアカオリン０７５に９゜ス
テアリン酸カルシウム６ｇ及び種子結晶として添加した
ＳｉＯ，／Ａｌｔｏｓ＝ Ｉ Ｓ、 ３の合成モルデナ
イト粉末３００９をたて型攪拌混練機中で十分攪拌混合
した後、３号珪酸ソーダ′Ｌ６５に９を水１．４ ｋｇ
で希釈した水溶液を添加してさらに十分混練した。
テアリン酸カルシウム６ｇ及び種子結晶として添加した
ＳｉＯ，／Ａｌｔｏｓ＝ Ｉ Ｓ、 ３の合成モルデナ
イト粉末３００９をたて型攪拌混練機中で十分攪拌混合
した後、３号珪酸ソーダ′Ｌ６５に９を水１．４ ｋｇ
で希釈した水溶液を添加してさらに十分混練した。
ここで用いた原料の化学組成を表１に示す。この原料混
合物を押出し成形機で外径１．５朋の円柱状に成形した
。この原料成形体を乾燥した後、６５０℃に加熱した焼
成炉に入れて１時間焼成し時間加熱した。結晶化した成
形体は、結晶化前と同一の形状を有しており、これを母
液と分離した後、温水で十分洗浄した。得られた成形体
は、粉末Ｘ線回折の結果、不純物を含まないモルデナイ
トであった。また、化学分析の結果その組成はＳｉＯ，
＝ ８１．３％、Ａｌ、Ｏ，＝＝ａ６０％、：Ｎａ、Ｏ
＝５．６３％であり、Ｓｌ−”７”ｅ”ｓ比は１＆０で
あった。
合物を押出し成形機で外径１．５朋の円柱状に成形した
。この原料成形体を乾燥した後、６５０℃に加熱した焼
成炉に入れて１時間焼成し時間加熱した。結晶化した成
形体は、結晶化前と同一の形状を有しており、これを母
液と分離した後、温水で十分洗浄した。得られた成形体
は、粉末Ｘ線回折の結果、不純物を含まないモルデナイ
トであった。また、化学分析の結果その組成はＳｉＯ，
＝ ８１．３％、Ａｌ、Ｏ，＝＝ａ６０％、：Ｎａ、Ｏ
＝５．６３％であり、Ｓｌ−”７”ｅ”ｓ比は１＆０で
あった。
両端にパルプを備えた精製塔に上記の合成モルデナイト
成形体１１ｃ９を充填し、一方のパルプを開けてロータ
リーポンプ及びターホモレキスラーポンプを眉いて充填
カラム内を真空に引きながらカラム内温度を約４００℃
に加熱して活性化を行うた。活性化終了前のカラム内の
到達真空度は１×１０−６％ｍＨｇでありた。開けてい
たパルプを閉じてカラム内を真空状態にしたまま放冷し
た。次にこの方ラムをドライエツチング用塩化水素ガス
のラインに取り付けた後、配管部分の残存空気を十分排
気した。次に水分的２ ｐｐｍの外に窒素、酸素。
成形体１１ｃ９を充填し、一方のパルプを開けてロータ
リーポンプ及びターホモレキスラーポンプを眉いて充填
カラム内を真空に引きながらカラム内温度を約４００℃
に加熱して活性化を行うた。活性化終了前のカラム内の
到達真空度は１×１０−６％ｍＨｇでありた。開けてい
たパルプを閉じてカラム内を真空状態にしたまま放冷し
た。次にこの方ラムをドライエツチング用塩化水素ガス
のラインに取り付けた後、配管部分の残存空気を十分排
気した。次に水分的２ ｐｐｍの外に窒素、酸素。
炭酸ガス及び炭化水素類を含む粗製塩化水素ガスをカラ
ム内を流通させて、精製ガスをシリコン半導体のエツチ
ングに用いた結果、特性不良素子の発生率は未精製の塩
化水素ガスを用いた場合の１０分の１であった。また、
再生後もこの成形体の機械的強度は使用前と変化がなか
った。
ム内を流通させて、精製ガスをシリコン半導体のエツチ
ングに用いた結果、特性不良素子の発生率は未精製の塩
化水素ガスを用いた場合の１０分の１であった。また、
再生後もこの成形体の機械的強度は使用前と変化がなか
った。
比較例１
実施例１で種子結晶として用いたｓ１ｏ！／Ａ１．ｏ１
＝１５．５の粉末状合成モルデナイト１００部（Ｓ１Ｏ
。
＝１５．５の粉末状合成モルデナイト１００部（Ｓ１Ｏ
。
＝、 ８４．３％、 Ａｌ、Ｏ，＝ ９．４０％、Ｎ〜
０；１５％）にモンモリロナイト系粘土２５部、カルボ
キシメチルセルロース２部及び水９５部を加えてたて型
攪拌混線機中で十分混練した後、押出し成形機で外径１
．５鰭の円柱状に成形した。この成形体を乾燥した後、
６００℃で１時間焼成した。この成形体ＩＪ＜９を実施
例１で用いた精製塔に充填し、実施例１で行ったのと全
く同様の方法により活性化及び前処理を行った後、実施
例１で用いた粗製塩化水素ガスを流通させて精製ガスを
シリコン半導体のエツチングに用いた。初期においては
特性不良素子の発生率は実施例１の場合と同じであった
が後半には不良素子発生率が上昇した。この成形体の工
業的に利用し得る精製容量は実施例１の場合の約７５％
であった。また、再生後に取出した成形体の一部の機械
的強度は、使用前に比べて著しく低下していた。
０；１５％）にモンモリロナイト系粘土２５部、カルボ
キシメチルセルロース２部及び水９５部を加えてたて型
攪拌混線機中で十分混練した後、押出し成形機で外径１
．５鰭の円柱状に成形した。この成形体を乾燥した後、
６００℃で１時間焼成した。この成形体ＩＪ＜９を実施
例１で用いた精製塔に充填し、実施例１で行ったのと全
く同様の方法により活性化及び前処理を行った後、実施
例１で用いた粗製塩化水素ガスを流通させて精製ガスを
シリコン半導体のエツチングに用いた。初期においては
特性不良素子の発生率は実施例１の場合と同じであった
が後半には不良素子発生率が上昇した。この成形体の工
業的に利用し得る精製容量は実施例１の場合の約７５％
であった。また、再生後に取出した成形体の一部の機械
的強度は、使用前に比べて著しく低下していた。
Claims (1)
- （１）酸性ガスを精製する方法において、原料混合物を
成形し、焼成し、ついで水またはアルカリ性水溶液中で
加熱して結晶化してえられた合成モルデナイト成形体を
充填した塔に原料酸性ガスを流通することを特徴とする
酸性ガスの精製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59173126A JPS6154235A (ja) | 1984-08-22 | 1984-08-22 | 塩化水素ガスの精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59173126A JPS6154235A (ja) | 1984-08-22 | 1984-08-22 | 塩化水素ガスの精製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6154235A true JPS6154235A (ja) | 1986-03-18 |
| JPH0513695B2 JPH0513695B2 (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=15954609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59173126A Granted JPS6154235A (ja) | 1984-08-22 | 1984-08-22 | 塩化水素ガスの精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6154235A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL9101057A (nl) * | 1990-06-19 | 1992-01-16 | Manville Corp | Samenstelling en werkwijze voor het verminderen van het gehalte aan meerwaardige metaalkationen in vloeistoffen. |
| US6110258A (en) * | 1998-10-06 | 2000-08-29 | Matheson Tri-Gas, Inc. | Methods for removal of water from gases using superheated zeolites |
| US6395070B1 (en) * | 1998-10-06 | 2002-05-28 | Matheson Tri-Gas, Inc. | Methods for removal of impurity metals from gases using low metal zeolites |
-
1984
- 1984-08-22 JP JP59173126A patent/JPS6154235A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL9101057A (nl) * | 1990-06-19 | 1992-01-16 | Manville Corp | Samenstelling en werkwijze voor het verminderen van het gehalte aan meerwaardige metaalkationen in vloeistoffen. |
| US6110258A (en) * | 1998-10-06 | 2000-08-29 | Matheson Tri-Gas, Inc. | Methods for removal of water from gases using superheated zeolites |
| US6395070B1 (en) * | 1998-10-06 | 2002-05-28 | Matheson Tri-Gas, Inc. | Methods for removal of impurity metals from gases using low metal zeolites |
| EP1163041A4 (en) * | 1998-10-06 | 2004-05-12 | Matheson Tri Gas Inc | METHODS FOR REMOVING WATER FROM GASES USING OVERHEATED ZEOLITES |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0513695B2 (ja) | 1993-02-23 |
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