JPH02164708A - 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
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- JPH02164708A JPH02164708A JP31938188A JP31938188A JPH02164708A JP H02164708 A JPH02164708 A JP H02164708A JP 31938188 A JP31938188 A JP 31938188A JP 31938188 A JP31938188 A JP 31938188A JP H02164708 A JPH02164708 A JP H02164708A
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- Japan
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- gas
- fluoride
- silica gel
- solid fluoride
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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。
更に詳しくは、三弗化窒素ガス中に含まれる二弗化二窒
素(NJz)、亜酸化窒素(NtO)及び二酸化炭素(
C(h)の除去方法に関する。
素(NJz)、亜酸化窒素(NtO)及び二酸化炭素(
C(h)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(NFS)ガスは、半導体のドライエツチング剤や
CvO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、可及的
高純度のものが要求されている。
窒素(NFS)ガスは、半導体のドライエツチング剤や
CvO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、可及的
高純度のものが要求されている。
NF3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 t F 2、N20、
Cot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。
得られたガスも殆どの場合、N t F 2、N20、
Cot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。
NFffガス中のこれらの不純物を除去する精製方法と
しては、モレキュ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・エンジニアリング
(Cheffl、 Eng、) 84.116゜(19
77)等〕。しかしながら、この吸着による精調力法で
は、NF、ガス中にN2F2が存在するとNF3も吸着
剤に吸着され易くなり、従ってNF3ガスの損失を招く
という極めて不都合な問題があり、NF。
しては、モレキュ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・エンジニアリング
(Cheffl、 Eng、) 84.116゜(19
77)等〕。しかしながら、この吸着による精調力法で
は、NF、ガス中にN2F2が存在するとNF3も吸着
剤に吸着され易くなり、従ってNF3ガスの損失を招く
という極めて不都合な問題があり、NF。
ガスの精製に供するには実質的でない。
本発明者等はかかる状況に鑑み、NF、ガス中に含まれ
ているNtFl、N20及びCO2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NF3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、効率よく経済的にNF3ガス中の
N、F、、N、0及びCO□を除去できることを見い出
し、昭和63年12月6日付特許願として出願した。し
かしこの方法は本発明者等のその後の研究によれば、N
Fzガス中にN2F2が存在するとN、F、、NtO及
びCO□の除去持続時間(破過時間)が短いという欠点
があることが判明した。
ているNtFl、N20及びCO2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NF3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、効率よく経済的にNF3ガス中の
N、F、、N、0及びCO□を除去できることを見い出
し、昭和63年12月6日付特許願として出願した。し
かしこの方法は本発明者等のその後の研究によれば、N
Fzガス中にN2F2が存在するとN、F、、NtO及
びCO□の除去持続時間(破過時間)が短いという欠点
があることが判明した。
そこで本発明者等は引続き種々検討した結果、不純物と
してNJ2. N20及びCO□を含有するNF3ガス
を、予め内壁を固体弗化物でライニングされた容器中で
、または該容器に固体弗化物を充填した状態で、NF3
ガスを特定の温度に加熱して含有するNtFxを除去し
た後、該NFjガスを特定の条件で加熱処理したシリカ
ゲル層へ特定の温度で通気させれば、NF3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、O及びCO□を長時間にわたって除去で
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。
してNJ2. N20及びCO□を含有するNF3ガス
を、予め内壁を固体弗化物でライニングされた容器中で
、または該容器に固体弗化物を充填した状態で、NF3
ガスを特定の温度に加熱して含有するNtFxを除去し
た後、該NFjガスを特定の条件で加熱処理したシリカ
ゲル層へ特定の温度で通気させれば、NF3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、O及びCO□を長時間にわたって除去で
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。
即ち、本発明の三弗化窒素ガスの精製方法の第1の方法
は、内壁を固体弗化物でライニングされた容器中で少な
くとも不純物として二弗化二窒素、亜酸化窒素及び二酸
化炭素を含有する三弗化窒素ガスを150〜600″C
の温度に加熱して含有する二弗化二窒素を除去した後、
引き続いて該三弗化窒素ガスを予め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
で通気して含有する亜酸化窒素及び二酸化炭素を除去す
ることを特徴とするものであり、第2の方法は上記の内
壁を固体弗化物でライニングされた容器に固体弗化物を
充填する、上記記載の方法である。
は、内壁を固体弗化物でライニングされた容器中で少な
くとも不純物として二弗化二窒素、亜酸化窒素及び二酸
化炭素を含有する三弗化窒素ガスを150〜600″C
の温度に加熱して含有する二弗化二窒素を除去した後、
引き続いて該三弗化窒素ガスを予め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
で通気して含有する亜酸化窒素及び二酸化炭素を除去す
ることを特徴とするものであり、第2の方法は上記の内
壁を固体弗化物でライニングされた容器に固体弗化物を
充填する、上記記載の方法である。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明ではN2FZの除去は内壁を固体弗化物でライニ
ングされた容器中で、またはこの容器に固体弗化物を充
填し該固体弗化物の充填層中で、NP。
ングされた容器中で、またはこの容器に固体弗化物を充
填し該固体弗化物の充填層中で、NP。
ガスを加熱し通気することで、含有するNzhを除去す
ることが可能である。
ることが可能である。
NF3ガス中に含まれるN、F!は、NF3ガスを特定
の温度に加熱するのみで、Nzhが窒素(N2)ガスと
弗素(F2)ガスに効率よく分解する。また、上記加熱
を内壁が固体弗化物でライニングされた容器内で行なえ
ば、200℃以上の温度に加熱しても主成分であるNF
、が分解することがないので好都合であって、これによ
り効率よく安全にしがも経済的にNF、ガス中のN2F
Zを除去することができる。また、上記の内壁が固体弗
化物でライニングされた容器に、固体弗化物を充填した
状態で加熱すれば更に効率よ< N2Fgを除去するこ
とができる。
の温度に加熱するのみで、Nzhが窒素(N2)ガスと
弗素(F2)ガスに効率よく分解する。また、上記加熱
を内壁が固体弗化物でライニングされた容器内で行なえ
ば、200℃以上の温度に加熱しても主成分であるNF
、が分解することがないので好都合であって、これによ
り効率よく安全にしがも経済的にNF、ガス中のN2F
Zを除去することができる。また、上記の内壁が固体弗
化物でライニングされた容器に、固体弗化物を充填した
状態で加熱すれば更に効率よ< N2Fgを除去するこ
とができる。
本発明の前段の工程であるNp3ガス中の82F2を除
去する工程においては、NF3ガスの入口管と出口管を
備えた、内壁を固体弗化物でライニングされた容器が必
要である。
去する工程においては、NF3ガスの入口管と出口管を
備えた、内壁を固体弗化物でライニングされた容器が必
要である。
本発明においては、上記容器は鉄やステンレス鋼などの
金属製のものが使用される。容器の形状については特に
限定はないが、容器そのものの制作及び固体弗化物のラ
イニング加工が容易である点と、該ライニング層の強度
、使用中におけるライニング層の亀裂の発生の防止など
の点で円筒形が好ましい。
金属製のものが使用される。容器の形状については特に
限定はないが、容器そのものの制作及び固体弗化物のラ
イニング加工が容易である点と、該ライニング層の強度
、使用中におけるライニング層の亀裂の発生の防止など
の点で円筒形が好ましい。
ライニング層の厚みも特に限定はないが、あまり薄いと
うイニング加工が技術的に困難であり、また、容器の内
壁が完全にライニングされずに一部容器の金属面が露出
する惧れがある。逆に厚くなり過ぎると、本発明では容
器の加熱を該容器の外部からヒーター等で加熱する方法
で行なうので、該加熱の際の伝熱効率が低下し、熱エネ
ルギーの損失となるので好ましくなく、従って、ライニ
ング層のの厚みは1〜5IIII11程度で実施される
。
うイニング加工が技術的に困難であり、また、容器の内
壁が完全にライニングされずに一部容器の金属面が露出
する惧れがある。逆に厚くなり過ぎると、本発明では容
器の加熱を該容器の外部からヒーター等で加熱する方法
で行なうので、該加熱の際の伝熱効率が低下し、熱エネ
ルギーの損失となるので好ましくなく、従って、ライニ
ング層のの厚みは1〜5IIII11程度で実施される
。
本発明においては、NF、ガスは上記容器内で最高60
0℃まで加熱されるので、上記のライニングに使用する
固体弗化物は融点が600℃以上のものが望ましいが、
融点が600℃未満のものであっても、NFsを加熱す
る温度において固体であれば本発明の実施には何ら差支
えない。また、この固体弗化物はNFsと反応しない弗
化物でもある。この様な固体弗化物を例示すると、弗化
リチウム(LiF)、弗化ナトリウム(NaF) 、弗
化カリウム(KF)、弗化ルビジウム(RbF) 、弗
化セシウム(CsF) 等のIA属の金属弗化物;弗化
ヘリリウム(BeFz) 、弗化マグネシウム(Mgh
)、弗化カルシウム(CaF2)、弗化ストロンチウム
(SrFz)、弗化バリウム(BaFz)等のIIAI
ffEの金属弗化物;弗化アルミニウム(AI!、h)
、弗化ガリウム(GaFs)、弗化インジウム(In
Fz)等のH1A属の金属弗化物;弗化アルミニウムナ
トリウム(NasA 12 F&)の如き複塩が挙げら
れる。尚、これらの混合物でも差支えない。
0℃まで加熱されるので、上記のライニングに使用する
固体弗化物は融点が600℃以上のものが望ましいが、
融点が600℃未満のものであっても、NFsを加熱す
る温度において固体であれば本発明の実施には何ら差支
えない。また、この固体弗化物はNFsと反応しない弗
化物でもある。この様な固体弗化物を例示すると、弗化
リチウム(LiF)、弗化ナトリウム(NaF) 、弗
化カリウム(KF)、弗化ルビジウム(RbF) 、弗
化セシウム(CsF) 等のIA属の金属弗化物;弗化
ヘリリウム(BeFz) 、弗化マグネシウム(Mgh
)、弗化カルシウム(CaF2)、弗化ストロンチウム
(SrFz)、弗化バリウム(BaFz)等のIIAI
ffEの金属弗化物;弗化アルミニウム(AI!、h)
、弗化ガリウム(GaFs)、弗化インジウム(In
Fz)等のH1A属の金属弗化物;弗化アルミニウムナ
トリウム(NasA 12 F&)の如き複塩が挙げら
れる。尚、これらの混合物でも差支えない。
また、これらの固体弗化物は粉末状のものが容器の内壁
にライニングし易いので好ましい。
にライニングし易いので好ましい。
容器の内壁に固体弗化物をライニングする方法について
、円筒容器を例として述べると以下の通りである。
、円筒容器を例として述べると以下の通りである。
上記に例示した固体弗化物の内、比較的融点が低い、例
えばIA属の金属弗化物を使用する場合は焼結法を採用
することができる。
えばIA属の金属弗化物を使用する場合は焼結法を採用
することができる。
即ち、第1図に示す如く、円筒容器1の内径寄りやや小
さい外径の内筒3を、円筒容器1内に同芯になるように
挿入する。次に、上記円筒容器1と内筒3の間隙に粉末
状の固体弗化物4を充填した後、圧入管5に荷重を加え
て固体弗化物4を圧縮成形する。この固体弗化物4の充
填及び圧縮成形を繰り返し行ない、円筒容器lの内壁全
面に固体弗化物4の圧縮成形層を形成する。しかる後内
筒3をゆっくりと引き抜き、この円筒容器lを窒素(N
2)、ヘリウム(He)等の不活性ガス雰囲気下で徐々
に固体弗化物4の軟化点まで昇温したのち徐冷すること
により、容易に円筒容器1の内壁に固体弗化物4をライ
ニングすることができる。
さい外径の内筒3を、円筒容器1内に同芯になるように
挿入する。次に、上記円筒容器1と内筒3の間隙に粉末
状の固体弗化物4を充填した後、圧入管5に荷重を加え
て固体弗化物4を圧縮成形する。この固体弗化物4の充
填及び圧縮成形を繰り返し行ない、円筒容器lの内壁全
面に固体弗化物4の圧縮成形層を形成する。しかる後内
筒3をゆっくりと引き抜き、この円筒容器lを窒素(N
2)、ヘリウム(He)等の不活性ガス雰囲気下で徐々
に固体弗化物4の軟化点まで昇温したのち徐冷すること
により、容易に円筒容器1の内壁に固体弗化物4をライ
ニングすることができる。
この場合、固体弗化物は水分を2〜3重世%含有させて
おくと、上記の圧縮成形がより容易であるので好ましい
、このことは後記する高圧プレス法によるライニングの
場合も同様である。
おくと、上記の圧縮成形がより容易であるので好ましい
、このことは後記する高圧プレス法によるライニングの
場合も同様である。
尚、内筒3の表面に予め潤滑剤を塗布しておくと円筒容
器1の内壁に固体弗化物4の圧縮成形層形成後の、内筒
3の引き抜きが容易であるので好ましい。
器1の内壁に固体弗化物4の圧縮成形層形成後の、内筒
3の引き抜きが容易であるので好ましい。
融点が比較的高い固体弗化物を円筒容器の内壁にライニ
ングする場合には、高圧プレス法が適当である。即ち、
焼結法の場合と同様に、第1図に示す円筒容器1と内筒
3の間隙に固体弗化物4を充填した後、圧入管5に荷重
を加えて固体弗化物4の圧縮成形を繰り返すことにより
、円筒容器1の内壁全面に固体弗化物4のライニング層
を形成した後、内筒3をゆっくり引き抜くことにより実
施することができる。
ングする場合には、高圧プレス法が適当である。即ち、
焼結法の場合と同様に、第1図に示す円筒容器1と内筒
3の間隙に固体弗化物4を充填した後、圧入管5に荷重
を加えて固体弗化物4の圧縮成形を繰り返すことにより
、円筒容器1の内壁全面に固体弗化物4のライニング層
を形成した後、内筒3をゆっくり引き抜くことにより実
施することができる。
尚、この場合強固なライニング層を形成するためには、
上記の圧縮成形時の荷重は2t/cJ以上が必要である
。また、内筒3の表面には焼結法の場合と同様に、予め
潤滑剤を塗布しておけば、円筒容器lの内壁に固体弗化
物4のライニング層形成後における内筒3の引き抜きが
容易であるので好ましい。ただしこの場合、潤滑剤は固
体弗化物のライニング層形成後に、加熱等により蒸発除
去する必要がある。
上記の圧縮成形時の荷重は2t/cJ以上が必要である
。また、内筒3の表面には焼結法の場合と同様に、予め
潤滑剤を塗布しておけば、円筒容器lの内壁に固体弗化
物4のライニング層形成後における内筒3の引き抜きが
容易であるので好ましい。ただしこの場合、潤滑剤は固
体弗化物のライニング層形成後に、加熱等により蒸発除
去する必要がある。
更に本発明においては、円筒容器の内壁に固体弗化物を
ライニングする方法として、上記方法の他に、第1図の
円筒容器1と内筒3の間隙に溶融した固体弗化物を流入
した後、冷却固化させるなどの方法@採用することもで
きる。
ライニングする方法として、上記方法の他に、第1図の
円筒容器1と内筒3の間隙に溶融した固体弗化物を流入
した後、冷却固化させるなどの方法@採用することもで
きる。
次に容器に固体弗化物を充填する場合の該固体弗化物に
ついて述べる。
ついて述べる。
この充填に使用する固体弗化物は、前述のライニングに
使用した固体弗化物と全く同一のものが使用される。
使用した固体弗化物と全く同一のものが使用される。
ただし、この充填に使用される固体弗化物は粒状のもの
が好ましいが、大きさには特に限定はなく、反応器の大
きさや取扱い易さなどによって決められる。また、固体
弗化物が粉状であっても、打錠機などで錠剤化すること
により好適に使用可能である。
が好ましいが、大きさには特に限定はなく、反応器の大
きさや取扱い易さなどによって決められる。また、固体
弗化物が粉状であっても、打錠機などで錠剤化すること
により好適に使用可能である。
尚、上記固体弗化物は水分を含有していると、NF3ガ
スと接触した際にNF、と該水分が反応して一酸化窒素
(NO)を生成するので、従って固体弗化物は前もって
乾燥し水分を十分除去してお(ことが望ましい。
スと接触した際にNF、と該水分が反応して一酸化窒素
(NO)を生成するので、従って固体弗化物は前もって
乾燥し水分を十分除去してお(ことが望ましい。
本発明ではN17.ガスの加熱は、上記の如き内壁を固
体弗化物でライニングされた容器を加熱した状態でNt
Ft、 NzO及びCO□を含有するNhガスを該容器
に通気する方法が好ましい。尚、上記容器に予め固体弗
化物を充填しておくと、Nzhの除去率が更に向上する
ので一層好ましい方法である。
体弗化物でライニングされた容器を加熱した状態でNt
Ft、 NzO及びCO□を含有するNhガスを該容器
に通気する方法が好ましい。尚、上記容器に予め固体弗
化物を充填しておくと、Nzhの除去率が更に向上する
ので一層好ましい方法である。
上記容器の加熱は、該容器の外部をヒーター等で加熱す
る方法で簡単に実施することができる。
る方法で簡単に実施することができる。
本発明ではNzF2、NJ及びCO□を含むNF3ガス
の加熱温度は、150〜600℃、好ましくは250〜
350 ’Cで実施される。通気温度が150”C未満
ではN2Fzを殆ど分解除去できない。逆に600℃を
越える温度ではN、F2はほぼ完全に除去できるものの
、容器のライニング層が熱膨張率の差によって亀裂が生
ずる惧れがあるので不都合である。また熱エネルギーの
損失にもつながる。尚、上記加熱温度において、NzF
tの分解速度は非常に速いので、通気させるNhガスの
容器内での滞留時間は短くてかまわないが、通常5〜1
000秒程度の範囲で実施される。
の加熱温度は、150〜600℃、好ましくは250〜
350 ’Cで実施される。通気温度が150”C未満
ではN2Fzを殆ど分解除去できない。逆に600℃を
越える温度ではN、F2はほぼ完全に除去できるものの
、容器のライニング層が熱膨張率の差によって亀裂が生
ずる惧れがあるので不都合である。また熱エネルギーの
損失にもつながる。尚、上記加熱温度において、NzF
tの分解速度は非常に速いので、通気させるNhガスの
容器内での滞留時間は短くてかまわないが、通常5〜1
000秒程度の範囲で実施される。
本発明においては、上記容器に通気するNFffガスは
単独で供給してもかまわないが、N!、 lle等の不
活性ガス等で希釈したものでも差支えない。また、通気
ガスの圧力については特に制限はないが、通常、0〜5
kg/cm”−Gの圧力が操作し易いので好ましい。
単独で供給してもかまわないが、N!、 lle等の不
活性ガス等で希釈したものでも差支えない。また、通気
ガスの圧力については特に制限はないが、通常、0〜5
kg/cm”−Gの圧力が操作し易いので好ましい。
以上において述べた本発明の前段の工程であるNF3ガ
ス中のNzhを除去する方法は、本出願人が先に出願し
た、特願昭63−87208号及び特願昭638721
0号にて詳述した方法をそのまま適用することができる
。
ス中のNzhを除去する方法は、本出願人が先に出願し
た、特願昭63−87208号及び特願昭638721
0号にて詳述した方法をそのまま適用することができる
。
次に本発明の後段の工程である、NF+ガス中のN、O
及びCO□を除去する工程について述べる。
及びCO□を除去する工程について述べる。
本発明で使用するシリカゲルは、特に限定はなく通常重
版のものが何れも使用可能であるが、粒状かつ高表面積
のものがより好ましい。
版のものが何れも使用可能であるが、粒状かつ高表面積
のものがより好ましい。
シリカゲルの脱水処理は150〜300 ’C1好まし
くは150〜200℃の温度に加熱することで実施され
る。
くは150〜200℃の温度に加熱することで実施され
る。
加熱温度が150 ’C未満ではシリカゲル中に水分が
残存し、該シリカゲル層へNF、ガスを通気した際にN
、O及びCOzの除去能力が低下する。逆に、必要以上
の高温はエネルギーの損失のみならず、高温で加熱処理
するとシリカゲルの吸着能力が著るしく低下するので不
都合である。
残存し、該シリカゲル層へNF、ガスを通気した際にN
、O及びCOzの除去能力が低下する。逆に、必要以上
の高温はエネルギーの損失のみならず、高温で加熱処理
するとシリカゲルの吸着能力が著るしく低下するので不
都合である。
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
よいが、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N2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よく、
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
。
よいが、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N2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よく、
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
上であればよいが、念のために通常1〜2時間行なわれ
る。
上であればよいが、念のために通常1〜2時間行なわれ
る。
かくして加熱により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
場合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NFtガスを通気する方法が好ましい。
または強制冷却によって常温以下に冷却されるが、この
場合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NFtガスを通気する方法が好ましい。
NF、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O′C以下の温度でなければならず、
低温はど好ましい。しかし、NF、の沸点は一129℃
であるので、この温度以下ではは作が事実上困難である
。従ってNhガスの通気温度は本発明では、0〜−12
5℃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O′C以下の温度でなければならず、
低温はど好ましい。しかし、NF、の沸点は一129℃
であるので、この温度以下ではは作が事実上困難である
。従ってNhガスの通気温度は本発明では、0〜−12
5℃の範囲で実施される。
通気時のNF、ガスの圧力はこれまた特に限定はないが
、例えば0〜5 kg/cJ−G程度の圧力が操作しや
すいので好ましい。
、例えば0〜5 kg/cJ−G程度の圧力が操作しや
すいので好ましい。
本発明の方法において、N!F、を除去する前段の工程
を省略すると、前述の通りNF、lガスをシリカゲル層
に通気する後段の工程において、Nzh、Neo及びC
Ooの除去持続時間即ち破過時間が短くなる。これを具
体的に説明すると、N2Ft、 N、O及びCO□を含
有するガスをシリカゲル層に通気して得たガスは、当初
はNth、NzO及びCO,の含有量は極めて少量で検
出限界以下であるが、ある時間を経過すると短時間の間
に急激に増加する。この象、激に増加するまでの時間を
破過時間という、尚、上記Nth、N20及びC(hの
分析はガスクロマトグラフィーで行なうが、その検出限
界はそれぞれtoppleである0本発明では前段の工
程で予め)hhが除去しであるので、N20 、Co、
の含有量のいずれかがこの検出限界を越えた時の時間を
破過時間とした。
を省略すると、前述の通りNF、lガスをシリカゲル層
に通気する後段の工程において、Nzh、Neo及びC
Ooの除去持続時間即ち破過時間が短くなる。これを具
体的に説明すると、N2Ft、 N、O及びCO□を含
有するガスをシリカゲル層に通気して得たガスは、当初
はNth、NzO及びCO,の含有量は極めて少量で検
出限界以下であるが、ある時間を経過すると短時間の間
に急激に増加する。この象、激に増加するまでの時間を
破過時間という、尚、上記Nth、N20及びC(hの
分析はガスクロマトグラフィーで行なうが、その検出限
界はそれぞれtoppleである0本発明では前段の工
程で予め)hhが除去しであるので、N20 、Co、
の含有量のいずれかがこの検出限界を越えた時の時間を
破過時間とした。
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
を表わす。
、以下において%及びppmは特記しない限り容量基準
を表わす。
実施例1〜4
内径10IIII11長さ300+amのステンレス鋼
製の第1図に示す円筒容器(カラム)1に、第1図に示
すように表面に潤滑剤としてステアリン酸を塗布した外
径が6m、長さ400+nmの内筒3をカラムlと同芯
に挿入した後、該カラムlと該内筒3の間隙に水分含有
量が3重量%の弗化リチウム粉末に弗化セシウム粉末を
5重量%添加混合した粉末4を少しずつ充填した後、上
記間隙に外径9.6腫、内径6.5 mの圧入管5を挿
入し、この圧入管5に1t/cjの荷重を加えて混合粉
末4を圧縮成形した。
製の第1図に示す円筒容器(カラム)1に、第1図に示
すように表面に潤滑剤としてステアリン酸を塗布した外
径が6m、長さ400+nmの内筒3をカラムlと同芯
に挿入した後、該カラムlと該内筒3の間隙に水分含有
量が3重量%の弗化リチウム粉末に弗化セシウム粉末を
5重量%添加混合した粉末4を少しずつ充填した後、上
記間隙に外径9.6腫、内径6.5 mの圧入管5を挿
入し、この圧入管5に1t/cjの荷重を加えて混合粉
末4を圧縮成形した。
この混合粉末4の挿入、圧縮成形の操作を繰り返し行な
いカラム1の内壁全面に混合粉末4の圧縮成形体を形成
し、しかる後内筒3をゆっくり抜き出した。
いカラム1の内壁全面に混合粉末4の圧縮成形体を形成
し、しかる後内筒3をゆっくり抜き出した。
次に、このカラムlをN2ガス雰囲気下の電気炉内にて
200℃/hの昇温速度で850℃まで昇温し、この温
度に1時間保持した後電気炉内で自然放冷により常温ま
で冷却して、厚さ2III+1の固体弗化物層で内壁を
全面にライニングされたカラムlを得た。尚、上記加熱
により弗化リチウム、弗化セシウム中に含まれていた水
分及びライニング層形成の際使用したステアリン酸も蒸
発除去された。
200℃/hの昇温速度で850℃まで昇温し、この温
度に1時間保持した後電気炉内で自然放冷により常温ま
で冷却して、厚さ2III+1の固体弗化物層で内壁を
全面にライニングされたカラムlを得た。尚、上記加熱
により弗化リチウム、弗化セシウム中に含まれていた水
分及びライニング層形成の際使用したステアリン酸も蒸
発除去された。
しかる後このカラムlに、はぼ同容積のlieガスで希
釈された各成分の含有量がHe 48.5%、NFi4
8.2%、NzFz 2.0%、NZ 0.4%、Ne
o O,3%、C0,0,6%の組成のガス(NF3純
分!ft80.4g)を、通気温度300℃、ガスの流
fit60 NId/min、 、通気圧カフ60 T
orrの条件で通気した0通気後のガスは濃度1重量%
のヨウ化カリウム(Kl)水溶液中にバブリングさせた
後、液体窒素で冷却された捕集ボンへに導き NF、を
液化させ捕集した。IIF、ガスの通気停止後は上記の
NF3の捕集ボンベ内を真空排気しlleガスを除去し
た。
釈された各成分の含有量がHe 48.5%、NFi4
8.2%、NzFz 2.0%、NZ 0.4%、Ne
o O,3%、C0,0,6%の組成のガス(NF3純
分!ft80.4g)を、通気温度300℃、ガスの流
fit60 NId/min、 、通気圧カフ60 T
orrの条件で通気した0通気後のガスは濃度1重量%
のヨウ化カリウム(Kl)水溶液中にバブリングさせた
後、液体窒素で冷却された捕集ボンへに導き NF、を
液化させ捕集した。IIF、ガスの通気停止後は上記の
NF3の捕集ボンベ内を真空排気しlleガスを除去し
た。
通気後の捕集ボンベ内のNF、の組成を、ガスクロマト
グラフィーにより分析した。その結果は、Nzh含有量
は10pp鋼以下で非常に高い除去率であった。またN
F3の損失量も1.3%であり非常に少なかった。
グラフィーにより分析した。その結果は、Nzh含有量
は10pp鋼以下で非常に高い除去率であった。またN
F3の損失量も1.3%であり非常に少なかった。
尚、NFffガス中のN2の含有量は通気後の方が多か
ったが、これは加熱によりNzFzがN2とF2に分解
したものと考えられる。
ったが、これは加熱によりNzFzがN2とF2に分解
したものと考えられる。
次に、内径15IIlll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300vw) シた後、該シリカゲルの加熱による脱
水処理を第1表に示す条件で行ない、しかる後、該シリ
カゲル層へ上記によりNJ*を除去したNF)ガスを第
1表に示す条件で各々通気した。
が24〜48メツシユの粒状シリカゲルを充填(充填高
さ300vw) シた後、該シリカゲルの加熱による脱
水処理を第1表に示す条件で行ない、しかる後、該シリ
カゲル層へ上記によりNJ*を除去したNF)ガスを第
1表に示す条件で各々通気した。
Nhガスのシリカゲル層への通気後のNF3ガス中のN
20及びCO□の含有量をガスクロマトグラフィーにて
分析し、破過時間を測定した。尚、破過時間は、シリカ
ゲル層への通気後のガス中のN、0、CO□のいずれか
の含有量が10ppmを越えた時の時間とした。
20及びCO□の含有量をガスクロマトグラフィーにて
分析し、破過時間を測定した。尚、破過時間は、シリカ
ゲル層への通気後のガス中のN、0、CO□のいずれか
の含有量が10ppmを越えた時の時間とした。
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NF3ガス中の!bO、COz 、N2F!は
極めて良好に除去され、しかも破過時間も長いことが分
かる。
製すればNF3ガス中の!bO、COz 、N2F!は
極めて良好に除去され、しかも破過時間も長いことが分
かる。
第
■
表
実施例5〜8
実施例1〜4で使用した内壁を固体弗化物でライニング
したカラムを用い、これに固体弗化物として粒径が24
〜32メツシユの弗化カルシウム(CaFz) (実施
例5)、弗化アルミニウム(Aj2F+)(実施例6)
、弗化カリウム(KF) (実施例7)、弗化ナトリウ
ム(Nap) (実施例8)をそれぞれ充填(充填高さ
250mm) L、200’Cの温度に加熱した状態で
N、ガスを100 ml/min、の流量で1時間通気
して固体弗化物中の水分を除去した。
したカラムを用い、これに固体弗化物として粒径が24
〜32メツシユの弗化カルシウム(CaFz) (実施
例5)、弗化アルミニウム(Aj2F+)(実施例6)
、弗化カリウム(KF) (実施例7)、弗化ナトリウ
ム(Nap) (実施例8)をそれぞれ充填(充填高さ
250mm) L、200’Cの温度に加熱した状態で
N、ガスを100 ml/min、の流量で1時間通気
して固体弗化物中の水分を除去した。
次いでこの固体弗化物を充填したカラムに、はぼ同容積
のIleガスで希釈された実施例1〜4で使用したもの
と同一の組成のNF、ガスを、通気温度300℃1ガス
の?A 量60 N ml / m i n 、 、通
気圧カフ60Torrの条件で通気した。通気後のガス
は実施例1〜4と同様にしてヨウ化カリウム(Kl)水
溶液中にバブリングさせた後、NF、を液化させ捕集し
た後l(eガスを除去した。
のIleガスで希釈された実施例1〜4で使用したもの
と同一の組成のNF、ガスを、通気温度300℃1ガス
の?A 量60 N ml / m i n 、 、通
気圧カフ60Torrの条件で通気した。通気後のガス
は実施例1〜4と同様にしてヨウ化カリウム(Kl)水
溶液中にバブリングさせた後、NF、を液化させ捕集し
た後l(eガスを除去した。
このNFiの組成をガスクロマトグラフィーにより分析
したところ、その結果はNzFzの含有量は10ρpm
以下と非常に高い除去率であった。またNhの損失量も
1.0と非常に少なかった。
したところ、その結果はNzFzの含有量は10ρpm
以下と非常に高い除去率であった。またNhの損失量も
1.0と非常に少なかった。
尚、NPjガス中のN2の含有量が通気後の方が多かっ
たが、これは実施例1〜4と同様に加熱によりNzFz
がNtとF2に分解したものと考えられる。
たが、これは実施例1〜4と同様に加熱によりNzFz
がNtとF2に分解したものと考えられる。
次に、実施例1〜4と全く同様にしてステンレス製カラ
ムに充填された粒状シリカゲルの加熱による脱水処理を
第2表に示す条件で行なった後、該シリカゲル層へ上記
によりNthを除去したNFffガスを′5S2表に示
す条件で通気した。
ムに充填された粒状シリカゲルの加熱による脱水処理を
第2表に示す条件で行なった後、該シリカゲル層へ上記
によりNthを除去したNFffガスを′5S2表に示
す条件で通気した。
NF、ガスのシリカゲル層への通気後のNhガス中のN
、0及びCO□の含有量を実施例1〜4と同様にしてガ
スクロマトグラフィーにて分析し、破過時間を測定した
。
、0及びCO□の含有量を実施例1〜4と同様にしてガ
スクロマトグラフィーにて分析し、破過時間を測定した
。
その結果は第2表に示す通りであり、本発明の方法で精
製すればNFtガス中のNJ 、COz 、 N2FZ
は極めて良好に除去され、しかも破過時間も長いことが
分かる。
製すればNFtガス中のNJ 、COz 、 N2FZ
は極めて良好に除去され、しかも破過時間も長いことが
分かる。
第
表
比較例1
実施例1と全く同様にステンレス製カラムに粒状シリカ
ゲルを充填した後、該粒状シリカゲルの加熱による脱水
処理を行なった。
ゲルを充填した後、該粒状シリカゲルの加熱による脱水
処理を行なった。
しかるのち実施例1〜4で使用したIleガスで稀釈さ
れる前の、NF3ガス(各成分の含有量はNh93.6
%、NiF23.9%、Nオ0.8%、Neo O,6
%、cot 1.2%)を前取ってNzPzを除去する
ことなく、上記の脱水処理した粒状シリカゲル層へ実施
例1と同一時条件で通気して破過時間を測定した。
れる前の、NF3ガス(各成分の含有量はNh93.6
%、NiF23.9%、Nオ0.8%、Neo O,6
%、cot 1.2%)を前取ってNzPzを除去する
ことなく、上記の脱水処理した粒状シリカゲル層へ実施
例1と同一時条件で通気して破過時間を測定した。
その結果は破過時間は4.0時間であり、実施例1〜4
に比べて大幅に短時間であった。
に比べて大幅に短時間であった。
本発明は以上詳細に説明した如く、内壁を固体弗化物で
ライニングされた容器中で、または該容器に固体弗化物
を充填した状態で、NFtガスを特定の温度に加熱して
NF3ガス中に含まれるNzF2を予め除去した後、こ
のNF、ガスを、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かつ実質的に水分の混入
しない状態で、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、NFffガス中のNJz、N2
0及びCO□が効率よく除去できるのである。
ライニングされた容器中で、または該容器に固体弗化物
を充填した状態で、NFtガスを特定の温度に加熱して
NF3ガス中に含まれるNzF2を予め除去した後、こ
のNF、ガスを、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かつ実質的に水分の混入
しない状態で、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、NFffガス中のNJz、N2
0及びCO□が効率よく除去できるのである。
また、本発明では前段の工程で予めNF3ガス中のNz
hが除去しであるので、後段の工程であるシリカゲルで
のNZO及びCO2の除去を、実施例及び比較例が示す
如く長時間行なうことができるのである。
hが除去しであるので、後段の工程であるシリカゲルで
のNZO及びCO2の除去を、実施例及び比較例が示す
如く長時間行なうことができるのである。
更に本発明では、前段の工程で内壁を固体弗化物でライ
ニングされた容器、または該ライニングされた容器と固
体弗化物を使用し、後段の工程ではシリカゲルを使用す
るというものであり、これらは何れも廉価であるので、
経済的な方法でもある。更にまた、本発明の方法は吸着
剤であるシリカゲルへのNF3の吸着もない。
ニングされた容器、または該ライニングされた容器と固
体弗化物を使用し、後段の工程ではシリカゲルを使用す
るというものであり、これらは何れも廉価であるので、
経済的な方法でもある。更にまた、本発明の方法は吸着
剤であるシリカゲルへのNF3の吸着もない。
第1図は、実施例において円筒容器(カラム)の内壁に
、固体弗化物をライニングする状態を示す図である。 図において、 1−・−円筒容器(カラム) 2・−一−−−N F、ガス出口管、 4−−−一固体弗化物、 6−・−・・補助円筒管、 を示す。 3−・−内筒、 5−・・・−・・圧入管、 7・−・一定盤、 第1図
、固体弗化物をライニングする状態を示す図である。 図において、 1−・−円筒容器(カラム) 2・−一−−−N F、ガス出口管、 4−−−一固体弗化物、 6−・−・・補助円筒管、 を示す。 3−・−内筒、 5−・・・−・・圧入管、 7・−・一定盤、 第1図
Claims (2)
- (1)内壁を固体弗化物でライニングされた容器中で少
なくとも不純物として二弗化二窒素、亜酸化窒素及び二
酸化炭素を含有する三弗化窒素ガスを150〜600℃
の温度に加熱して含有する二弗化二窒素を除去した後、
引き続いて該三弗化窒素ガスを予め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
で通気して含有する亜酸化窒素及び二酸化炭素を除去す
ることを特徴とする三弗化窒素ガスの精製方法。 - (2)内壁を固体弗化物でライニングされた容器に固体
弗化物を充填する請求項1項記載の三弗化窒素ガスの精
製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31938188A JPH02164708A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 三弗化窒素ガスの精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31938188A JPH02164708A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 三弗化窒素ガスの精製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02164708A true JPH02164708A (ja) | 1990-06-25 |
Family
ID=18109521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31938188A Pending JPH02164708A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 三弗化窒素ガスの精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02164708A (ja) |
-
1988
- 1988-12-20 JP JP31938188A patent/JPH02164708A/ja active Pending
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