JPH02153809A - 三弗化窒素ガスの精製方法 - Google Patents
三弗化窒素ガスの精製方法Info
- Publication number
- JPH02153809A JPH02153809A JP30688088A JP30688088A JPH02153809A JP H02153809 A JPH02153809 A JP H02153809A JP 30688088 A JP30688088 A JP 30688088A JP 30688088 A JP30688088 A JP 30688088A JP H02153809 A JPH02153809 A JP H02153809A
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- JP
- Japan
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- gas
- silica gel
- nitrogen trifluoride
- temperature
- present
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Treating Waste 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〕
本発明は三弗化窒素ガスの精製方法に関する。
さらに詳しくは、三弗化窒素ガス中に含まれる亜酸化窒
素（Ｎ富ｏ）、二酸化炭素（ＣＯｔ）及び二弗化二窒素
（ＮｇＦｔ）の除去方法に関する。
素（Ｎ富ｏ）、二酸化炭素（ＣＯｔ）及び二弗化二窒素
（ＮｇＦｔ）の除去方法に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕三弗化
窒素（ＮＦ３）ガスは、半導体のドライエツチング剤や
ＣＶＤ装置のクリーニングガスとして近年注目されてい
るが、これらの用途に使用されるＮＦｓガスは、高純度
のものが要求されている。
窒素（ＮＦ３）ガスは、半導体のドライエツチング剤や
ＣＶＤ装置のクリーニングガスとして近年注目されてい
るが、これらの用途に使用されるＮＦｓガスは、高純度
のものが要求されている。
ＮＦ、ガスは、種々の方法で製造されるが何れの方法で
得られたガスも殆どの場合、Ｎ、ｏ 、ｃｏｔ 。
得られたガスも殆どの場合、Ｎ、ｏ 、ｃｏｔ 。
Ｎ！Ｆよなどの不純物を比較的多量に含んでいるので、
上記用途としての高純度のＮＦ、ガスを得るためには精
製が必要である。
上記用途としての高純度のＮＦ、ガスを得るためには精
製が必要である。
ＮＦ３ガス中のこれらの不純物を除去する精製方法とし
ては、モレキエラシープなどの吸着剤を用いて不純物を
吸着除去する方法が、最も効率がよく簡便な方法の一つ
としてよく知られている〔ケミカル・エンジュアング（
Ｃｈｅｗ、 Ｅｎｇ、） ８４．１１６゜（１９７７）
等〕、シかしながら、この吸着による精製方法では、Ｎ
Ｆ、ガス中にＮｔｈが存在するとＮＦ。
ては、モレキエラシープなどの吸着剤を用いて不純物を
吸着除去する方法が、最も効率がよく簡便な方法の一つ
としてよく知られている〔ケミカル・エンジュアング（
Ｃｈｅｗ、 Ｅｎｇ、） ８４．１１６゜（１９７７）
等〕、シかしながら、この吸着による精製方法では、Ｎ
Ｆ、ガス中にＮｔｈが存在するとＮＦ。
も吸着剤に吸着され易くなり、従ってＮｈガスの損失を
招くという極めて不都合な問題があり、ＮＦ、ガスの精
製方法としては実質的でない。
招くという極めて不都合な問題があり、ＮＦ、ガスの精
製方法としては実質的でない。
本発明者等はかかる状況に鑑み、Ｎｈガス中に含まれて
いるＮｅｏ 、ｃｏ、及びＮｘＰｘの除去方法について
種々の吸着剤を用いて鋭意検討を重ねた結果、予め特定
の温度に加熱して脱水処理したシリカゲル層へ特定の温
度でＮＦ、ガスを通気させれば、ＮＦ、がシリカゲルに
吸着されることなく、極めて効率よく経済的にＮＦ、ガ
ス中のＮ、０ 、 Ｃｏオ及びＮ。
いるＮｅｏ 、ｃｏ、及びＮｘＰｘの除去方法について
種々の吸着剤を用いて鋭意検討を重ねた結果、予め特定
の温度に加熱して脱水処理したシリカゲル層へ特定の温
度でＮＦ、ガスを通気させれば、ＮＦ、がシリカゲルに
吸着されることなく、極めて効率よく経済的にＮＦ、ガ
ス中のＮ、０ 、 Ｃｏオ及びＮ。
Ｆ、を除去できることを見出し、本発明を完成するに至
ったものである。
ったものである。
即ち本発明の三弗化窒素ガスの精製方法は、予め１５０
〜３００″Ｃの範囲の温度に加熱して脱水処理したシリ
カゲル層へ、三弗化窒素ガスを０〜＝１２５℃の温度で
かつ実質的に水分の混入しない状態で通気させることを
特徴とするものである。
〜３００″Ｃの範囲の温度に加熱して脱水処理したシリ
カゲル層へ、三弗化窒素ガスを０〜＝１２５℃の温度で
かつ実質的に水分の混入しない状態で通気させることを
特徴とするものである。
（発明の詳細な開示）
以下本発明の詳細な説明する。
本発明において吸着剤として使用するシリカゲルは、特
に限定はなく通常市販のものが何れも使用可能であるが
、粒状かつ高比表面積のものがより好ましい。
に限定はなく通常市販のものが何れも使用可能であるが
、粒状かつ高比表面積のものがより好ましい。
シリカゲルの脱水処理は１５０〜３００℃、好ましくは
１５０〜２００℃の温度に加熱することで実施される。
１５０〜２００℃の温度に加熱することで実施される。
加熱温度が１５０℃未満ではシリカゲル中に水分が残存
するので、該シリカゲル層へＮＦ２ガスを通気した際に
ＮｘＯ、Ｃ（ｈ 、ＮｚＰｔの除去能力が低下する。逆
に、例えば３５０℃以上の高温に加熱すると、シリカゲ
ルの吸着能力が大きく低下するので不都合であり、また
エネルギーの損失でもある。
するので、該シリカゲル層へＮＦ２ガスを通気した際に
ＮｘＯ、Ｃ（ｈ 、ＮｚＰｔの除去能力が低下する。逆
に、例えば３５０℃以上の高温に加熱すると、シリカゲ
ルの吸着能力が大きく低下するので不都合であり、また
エネルギーの損失でもある。
シリカゲルの加熱による脱水処理は空気中で行なっても
良いが、該加熱はシリカゲル中に含有する水分を気化逸
散させるために行なうので、例えば窒素ガスのように水
分を含有しない不活性ガスの気流中で行なうのが良く、
またガスを吸引しながら減圧下で行なうことも好ましい
。
良いが、該加熱はシリカゲル中に含有する水分を気化逸
散させるために行なうので、例えば窒素ガスのように水
分を含有しない不活性ガスの気流中で行なうのが良く、
またガスを吸引しながら減圧下で行なうことも好ましい
。
加熱時間は上記の加熱温度及び雰囲気において３０分以
上であれば良いが、念のために通常１〜２時間行なわれ
る。
上であれば良いが、念のために通常１〜２時間行なわれ
る。
かくして加熱によって脱水処理されたシリカゲルは、放
冷または強制冷却によって常温以下に冷却されるが、こ
の際には水分の混入を回避しなければならない、従って
、その方法として上記のシリカゲルの加熱による脱水処
理を、例えばカラム等にシリカゲルを充填した状態で行
ない、脱水処理後これを冷却し、しかるのち引続きこの
シリカゲル層へＮＦ、ガスを通気する方法が好ましい。
冷または強制冷却によって常温以下に冷却されるが、こ
の際には水分の混入を回避しなければならない、従って
、その方法として上記のシリカゲルの加熱による脱水処
理を、例えばカラム等にシリカゲルを充填した状態で行
ない、脱水処理後これを冷却し、しかるのち引続きこの
シリカゲル層へＮＦ、ガスを通気する方法が好ましい。
ＮＦ３ガスの精製は、上記の通りカラム等に充填された
シリカゲル層に通気する方法で実施されるが、この際の
通気温度は重要で、０℃以下の温度でなければならず、
低温はど好ましい、しかし、ＮＦＳの沸点は一１２９℃
であるので、この温度以下では操作が事実上困難である
。従ってＮＦ３ガスの通気温度は本発明では、０〜−１
２５℃の範囲で実施される。
シリカゲル層に通気する方法で実施されるが、この際の
通気温度は重要で、０℃以下の温度でなければならず、
低温はど好ましい、しかし、ＮＦＳの沸点は一１２９℃
であるので、この温度以下では操作が事実上困難である
。従ってＮＦ３ガスの通気温度は本発明では、０〜−１
２５℃の範囲で実施される。
通気時のＮＦ３ガスの圧力はこれまた特に限定はないが
、例えばＯ〜５ ｋｇ／ｃ＋ｊ−Ｇ程度の圧力が操作し
やすいので好ましい。
、例えばＯ〜５ ｋｇ／ｃ＋ｊ−Ｇ程度の圧力が操作し
やすいので好ましい。
尚、本発明の実施により精製されたＮＦ３ガスは、本発
明者等が先に提案した特願昭６２−１３８９７２号の方
法、即ち、ＮＦ３より低沸点でかつＮＦ、と相互溶解性
のない第三成分、例えばヘリウム（）ｌｅ）ガスの共存
下でＮＦ３を深冷蒸留することにより、含有するＮｚＯ
、Ｃｏｔ 、Ｎｘｈ以外のＮｔ、 ｏｘ等の不純物を除
去することができ、半導体のドライエツチング剤やＣＶ
Ｄ装置のクリーニングガスとして好適な高純度のＮＦ、
ガスを容易に得ることが可能となるのである。
明者等が先に提案した特願昭６２−１３８９７２号の方
法、即ち、ＮＦ３より低沸点でかつＮＦ、と相互溶解性
のない第三成分、例えばヘリウム（）ｌｅ）ガスの共存
下でＮＦ３を深冷蒸留することにより、含有するＮｚＯ
、Ｃｏｔ 、Ｎｘｈ以外のＮｔ、 ｏｘ等の不純物を除
去することができ、半導体のドライエツチング剤やＣＶ
Ｄ装置のクリーニングガスとして好適な高純度のＮＦ、
ガスを容易に得ることが可能となるのである。
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。尚
、以下において％及びｐｐｍは特記しない限り容量基準
を表す。
、以下において％及びｐｐｍは特記しない限り容量基準
を表す。
実施例１〜４
内径１５ｍｍのステンレス製カラムに粒度が２４〜４８
メツシユの粒状シリカゲルを充填（充填高さ３００−）
シた後、シリカゲルの加熱による脱水処理並びにＮＦｓ
ガスの通気を、第１表に示す条件で行なった。
メツシユの粒状シリカゲルを充填（充填高さ３００−）
シた後、シリカゲルの加熱による脱水処理並びにＮＦｓ
ガスの通気を、第１表に示す条件で行なった。
ＮＦ２ガスのシリカゲル層への通気前後のＮＦＩガスを
ガスクロマトグラフィーにて分析した。
ガスクロマトグラフィーにて分析した。
その結果は第１表に示す通りであり、本発明の方法で精
製すればＮｈガス中のＮｔＯ、Ｃｏｔ 、ＮｘＦｚは極
めて良好に除去される。またＮＦＳの損失もないことが
分かる。
製すればＮｈガス中のＮｔＯ、Ｃｏｔ 、ＮｘＦｚは極
めて良好に除去される。またＮＦＳの損失もないことが
分かる。
比較例１〜６
実施例と同一のシリカゲルを充填したカラムを使用して
、第２表に示す条件でシリカゲルの加熱による脱水処理
と、ＮＰ、ガスの通気を行なった。
、第２表に示す条件でシリカゲルの加熱による脱水処理
と、ＮＰ、ガスの通気を行なった。
結果を第２表に示すが、本発明で特定する条件（加熱温
度）で脱水処理したシリカゲルを使用しなければ、たと
え長時間脱水処理したシリカゲルでもＮｔＯ、Ｃｏｔ
、 Ｎｘｈの除去効果は不十分であることが分かる。ま
たＮＦ、ガスのシリカゲル層への通気温度が本発明で特
定する温度よりも高いと、ＮｔＯ、Ｃｏｔ及びＮ！Ｆ！
の除去率が極端に悪くなることが分かる。
度）で脱水処理したシリカゲルを使用しなければ、たと
え長時間脱水処理したシリカゲルでもＮｔＯ、Ｃｏｔ
、 Ｎｘｈの除去効果は不十分であることが分かる。ま
たＮＦ、ガスのシリカゲル層への通気温度が本発明で特
定する温度よりも高いと、ＮｔＯ、Ｃｏｔ及びＮ！Ｆ！
の除去率が極端に悪くなることが分かる。
比較例７〜９
実施例及び比較例１〜６に用いたシリカゲルに代え、第
３表に示す各吸着剤を充填したカラムを用いて、ＮＦｓ
ガスの精製を試みた。カラムの形状、原料ＮＦｓガスは
実施例と同じものを使用した。
３表に示す各吸着剤を充填したカラムを用いて、ＮＦｓ
ガスの精製を試みた。カラムの形状、原料ＮＦｓガスは
実施例と同じものを使用した。
その結果は第３表に示す通り、本発明の脱水処理したシ
リカゲルを使用しないと、Ｎｈガス中のＮｚｏ 、 Ｃ
Ｏ，、Ｎ□Ｐｇの除去は何れも不完全であることが分か
る。
リカゲルを使用しないと、Ｎｈガス中のＮｚｏ 、 Ｃ
Ｏ，、Ｎ□Ｐｇの除去は何れも不完全であることが分か
る。
第３表
参考例１（特願昭６２−１３８９７２号の方法）実施例
１でＮ、Ｏ、Ｃｏ□、ＮＪｘを除去されたＮＦＳガスを
、第１図に示す装置を用いて深冷蒸留により更に精製し
た。
１でＮ、Ｏ、Ｃｏ□、ＮＪｘを除去されたＮＦＳガスを
、第１図に示す装置を用いて深冷蒸留により更に精製し
た。
即ち液体窒素６を満たした保冷容器５中に容器ｌ（内容
積ｌｌ）を浸漬して容器１を冷却した後、該容器ｌに実
施例１で得られたＮＦ３ガスと第三成分としてＨｅガス
を、ライン２及び３を通して各５０ｄ／ｗｉｎ、 、３
ｍ／−ｉｎ、の流量で１０時間フィードした。
積ｌｌ）を浸漬して容器１を冷却した後、該容器ｌに実
施例１で得られたＮＦ３ガスと第三成分としてＨｅガス
を、ライン２及び３を通して各５０ｄ／ｗｉｎ、 、３
ｍ／−ｉｎ、の流量で１０時間フィードした。
ＮＦ３ガスは容器１内で液化し、共存させたＨｅガス及
び分留したＮ、ガス等の不純物は水シール槽７を通して
排気させた。
び分留したＮ、ガス等の不純物は水シール槽７を通して
排気させた。
ＮＦｓガス及びＨｅガスのフィード停止後、フィード答
弁１２及び水シール槽７に至る弁１６を閉じ弁１７を開
いて、真空ポンプ８にて容器１内のガスを排気しながら
、この液化させたＮＦｓガス中にＨｅガスを１００ ｄ
／ｍ１１１．の流量で３０分間フィードしバブリングさ
せた。この時の容器ｌ内の圧力は１０■謡Ｉｔ。
弁１２及び水シール槽７に至る弁１６を閉じ弁１７を開
いて、真空ポンプ８にて容器１内のガスを排気しながら
、この液化させたＮＦｓガス中にＨｅガスを１００ ｄ
／ｍ１１１．の流量で３０分間フィードしバブリングさ
せた。この時の容器ｌ内の圧力は１０■謡Ｉｔ。
ａｂｓ、にした、排気完了後、弁１３及び弁１５を閉じ
た後、容器１を常温に戻して容器ｌ内の液化ＮＦ３をガ
ス化して、ガスクロマトグラフィーにて分析した。
た後、容器１を常温に戻して容器ｌ内の液化ＮＦ３をガ
ス化して、ガスクロマトグラフィーにて分析した。
その結果は、Ｎ８、ＮｓＯ、Ｃｏｔ 、 Ｎ！Ｆ茸の含
有量は何れも１０ｐｐ−以下と極めて微量で、得られた
ＮＦＳガスは橿めて高純度であった。
有量は何れも１０ｐｐ−以下と極めて微量で、得られた
ＮＦＳガスは橿めて高純度であった。
本発明は以上詳細に説明したように、ＮＦ、ガス中のＮ
意０ 、ＧＯ！及びＮ！Ｆ！を除去をする方法において
、吸着剤として安価なシリカゲルを予め特定の温度に加
熱して脱水処理し、このシリカゲル層へ特定の温度でか
つ実質的に水分の混入しない状態で、Ｎｈガスを通気す
るという極めて簡単な方法であり、本発明の実施により
ＮＦ、ガス中のＮｔＯ。
意０ 、ＧＯ！及びＮ！Ｆ！を除去をする方法において
、吸着剤として安価なシリカゲルを予め特定の温度に加
熱して脱水処理し、このシリカゲル層へ特定の温度でか
つ実質的に水分の混入しない状態で、Ｎｈガスを通気す
るという極めて簡単な方法であり、本発明の実施により
ＮＦ、ガス中のＮｔＯ。
Ｃ０８及びＮｔｐｔが、効率よくかつ経済的に除去でき
るのである。また、本発明の方法は吸着剤であるシリカ
ゲルへのＮＦｓの吸着もない。
るのである。また、本発明の方法は吸着剤であるシリカ
ゲルへのＮＦｓの吸着もない。
更に、本発明の方法で精製したＮＰｓガスを、本発明者
が先に提案した特願昭和６２−１３８９７２号の方法で
更に精製すれば、参考例１が示す如く極めて高純度のＮ
Ｆ３ガスを得ることができるのである。
が先に提案した特願昭和６２−１３８９７２号の方法で
更に精製すれば、参考例１が示す如く極めて高純度のＮ
Ｆ３ガスを得ることができるのである。
尚、シリカゲルの加熱による脱水処理の際の加熱温度は
特に重要であり、比較例５及び６が示す如く本発明で特
定する温度未満での加熱では、この加熱が長時間でｚっ
でもｃｏ、、ＮｘＯ、ＮｔＦよを十分除去することは不
可能である。
特に重要であり、比較例５及び６が示す如く本発明で特
定する温度未満での加熱では、この加熱が長時間でｚっ
でもｃｏ、、ＮｘＯ、ＮｔＦよを十分除去することは不
可能である。
第１図は参考例１で使用した深冷蒸留装置を示すフロー
シートである。 図において、 ｌ・・−・・・・・容器、 ２−・・・−Ｎ Ｆ 、ガスフィードライン、３−・−
・−−−−−・・Ｈｅガスフィードライン、４・−・・
・・・−排気ライン、 ５−・・−・−保冷容器、 ６・・・・−・−・・・・液体窒素、 ７−−−−−・−・・−水シール槽、 Ｂ−・・−・・−・・−真空ポンプ、 ９−・・−・−・・・・常圧排気ライン、１０−−−・
−・・−真空排気ライン、１１・・−・−・・・−挿入
管、 １２．１３．１４．１５、 を示す。
シートである。 図において、 ｌ・・−・・・・・容器、 ２−・・・−Ｎ Ｆ 、ガスフィードライン、３−・−
・−−−−−・・Ｈｅガスフィードライン、４・−・・
・・・−排気ライン、 ５−・・−・−保冷容器、 ６・・・・−・−・・・・液体窒素、 ７−−−−−・−・・−水シール槽、 Ｂ−・・−・・−・・−真空ポンプ、 ９−・・−・−・・・・常圧排気ライン、１０−−−・
−・・−真空排気ライン、１１・・−・−・・・−挿入
管、 １２．１３．１４．１５、 を示す。
Claims (1)
- （１）予め１５０〜３００℃の範囲の温度に加熱して脱
水処理したシリカゲル層へ、三弗化窒素ガスを０〜−１
２５℃の温度でかつ実質的に水分の混入しない状態で通
気させることを特徴とする三弗化窒素ガスの精製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30688088A JPH02153809A (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 三弗化窒素ガスの精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30688088A JPH02153809A (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 三弗化窒素ガスの精製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02153809A true JPH02153809A (ja) | 1990-06-13 |
Family
ID=17962359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30688088A Pending JPH02153809A (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 三弗化窒素ガスの精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02153809A (ja) |
-
1988
- 1988-12-06 JP JP30688088A patent/JPH02153809A/ja active Pending
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