电子级氢氟酸制造系统及制造电子级氢氟酸的方法技术方案

一种电子级氢氟酸制造系统及制造电子级氢氟酸的方法，通过控制无水氢氟酸的沸点及冷凝温度，经过多段的气化、冷凝，使该无水氢氟酸中的杂质得以去除，之后再将气态氢氟酸过滤、吸收、冷却，以取得电子级氢氟酸产品。以取得电子级氢氟酸产品。以取得电子级氢氟酸产品。

【技术实现步骤摘要】
电子级氢氟酸制造系统及制造电子级氢氟酸的方法


[0001]本专利技术涉及一种氢氟酸制造系统及方法，尤其涉及一种制造电子级氢氟酸的制造系统，以及制造电子级氢氟酸的方法。

技术介绍

[0002]电子级氢氟酸是半导体制造中常用的一种重要化学物质，主要应用于大型集成电路，作为清洗剂和腐蚀剂。现今半导体工艺对氢氟酸纯度要求很高，已经达到金属离子10ppt以下、阴离子3ppb以下的要求，因此，要将99.95％纯度的工业级无水氢氟酸中的杂质去除，必需经过多段气化、冷凝的纯化方式，将高沸点及低沸点的杂质由无水氢氟酸中分离、去除。其中，关于无水氢氟酸中砷离子的去除，现利用氧化剂方式，将砷由三价氧化为五价，并在气化、冷凝的纯化中除去。
[0003]在制造电子级氢氟酸中，许多工艺使用氟塑料内衬的设备，其中包括再沸器、蒸馏塔及冷凝器，因此，设备投资金额、能源使用上都相对较为庞大，设备制造交期及制造商也相对受到限制，而生产使用的冷、热水所产生的废酸量也将增加，此外，为了将不纯物去除，采用冷凝回流或超纯水水洗的方式进行，都将增加操作成本。
[0004]综合考虑以上所述，本专利技术的专利技术人经多年苦心潜心研究、思索并设计出一种电子级氢氟酸制造系统及制造电子级氢氟酸的方法，以期针对现有技术的缺失加以改善，进而增进产业上的实施利用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的，在于提供一种电子级氢氟酸制造系统及制造电子级氢氟酸的方法，以通过控制无水氢氟酸的沸点及冷凝温度，经过多段的气化、冷凝，使该无水氢氟酸中的杂质得以去除，之后再将气态氢氟酸经过过滤、混合、冷却，以取得电子级氢氟酸产品。
[0006]因此，为达上述目的，本专利技术提供一种电子级氢氟酸制造系统，包括原料储存槽、至少一套组设备、第二再沸器、过滤器及混合冷却设备。其中该套组设备包括第一再沸器、冷凝器、氢氟酸缓冲储存槽及氧化剂储存槽。其中该混合冷却设备包括吸收装置、超纯水槽及其控制阀、混合冷却槽及冷却水装置。
[0007]该原料储存槽，储存有一无水氢氟酸，并连接该至少一套组设备；该套组设备的第一再沸器的第一端与该原料储存槽连接，以将该无水氢氟酸气化，形成一第一气态氢氟酸，该第一再沸器的第二端与一收集槽连接，以将一高沸点不纯物排放至该收集槽；该冷凝器的一端与该第一再沸器的第三端连接，以将该第一气态氢氟酸冷凝，形成一液态无水氢氟酸；该氢氟酸缓冲储存槽的第一端与该冷凝器的另一端连接，以暂存该液态无水氢氟酸，且该氢氟酸缓冲储存槽的第二端连接一尾气处理系统，以将一低沸点不纯物排出至该尾气处理系统，该氢氟酸缓冲储存槽的第三端与一混合管路的第一端连接；及该氧化剂储存槽，与该混合管路的第二端连接，以注入一氧化剂与该液态无水氢氟酸混合。
[0008]该第二再沸器的第一端与该混合管路的第三端连接，以将该混合后的液态无水氢
氟酸气化，形成一第二气态氢氟酸，该第二再沸器的第二端与该收集槽连接，以将一高沸点不纯物排放至该收集槽；该过滤器的一端与该第二再沸器的第三端连接，以将该第二气态氢氟酸中的微颗粒去除，形成一纯净气态氢氟酸；以及该混合冷却设备的一端与该过滤器的另一端连接，以将该纯净气态氢氟酸导入，并与一超纯水进行混合、冷却，以形成一电子级氢氟酸。
[0009]在一实施例中，该混合冷却设备包括吸收装置、超纯水槽及其控制阀、混合冷却槽及冷却水装置。该吸收装置的第一端与该过滤器的另一端连接，以将该纯净气态氢氟酸导入该吸收装置，由该吸收装置内的氢氟酸溶液吸收；该超纯水槽，与该吸收装置的第二端连接，该连接处包括有一控制阀，以依一调控信号添加适量的该超纯水进入该吸收装置；该混合冷却槽的第一端与该吸收装置的第三端连接，以将该吸收后的氢氟酸溶液与该超纯水进行混合，同时由一冷却水装置进行冷却，以形成一电子级氢氟酸。
[0010]在一实施例中，该混合冷却槽的第三端通过一输送管路与该吸收装置的第四端连接，以将该电子级氢氟酸输送至该吸收装置内，作为该吸收装置内的氢氟酸溶液。
[0011]在一实施例中，该原料储存槽、该第一再沸器、该冷凝器、该氢氟酸缓冲储存槽、该氧化剂储存槽、该收集槽及该第二再沸器的材质为碳钢或不锈钢。
[0012]在一实施例中，该过滤器、该吸收装置及该混合冷却槽的材质为碳钢内衬氟塑料或不锈钢内衬氟塑料。
[0013]在一实施例中该套组设备包括多个，这些套组设备间以一连接管路连接该套组设备内的该混合管路及该第一再沸器。
[0014]本专利技术还提供一种利用上述电子级氢氟酸制造系统以制造电子级氢氟酸的方法，该方法包括第一阶段气化、冷凝及纯化处理，第二阶段气化、过滤及混合冷却处理。
[0015]其中该第一阶段气化、冷凝及纯化处理为：将该无水氢氟酸输送至该第一再沸器，利用22℃以上的热水，将该无水氢氟酸气化，该高沸点不纯物排放至该收集槽，以形成该第一气态氢氟酸；将该第一气态氢氟酸输送至该冷凝器，使用17℃以下的冰水，将该第一气态氢氟酸冷凝，形成该液态无水氢氟酸；将该液态无水氢氟酸输送至该氢氟酸缓冲储存槽暂存，该低沸点不纯物排出至该尾气处理系统；及将该氧化剂储存槽内的氧化剂通过该混合管路的第二端注入该氧化剂，以和该混合管路内的该液态无水氢氟酸混合。
[0016]该第二阶段气化处理为：将该混合后的液态无水氢氟酸，于该第二再沸器中利用22℃以上的热水气化，并将该高沸点不纯物排放至该收集槽，以形成该第二气态氢氟酸。
[0017]该过滤步骤为：将该第二气态氢氟酸输送至该过滤器将微颗粒去除，以形成该纯净气态氢氟酸。
[0018]该混合冷却步骤为：将该纯净气态氢氟酸输送至该混合冷却设备，并与一超纯水进行混合、冷却，以形成一电子级氢氟酸。
[0019]在一实施例中，该混合冷却步骤包括吸收、混合冷却。该吸收步骤为：将该纯净气态氢氟酸输送至一吸收装置，由该吸收装置内的氢氟酸溶液吸收，并添加适量的该超纯水；该混合冷却步骤为：将该吸收后的氢氟酸溶液输送至一混合冷却槽，以与该超纯水进行混合，同时通过一冷却水装置进行冷却，以形成该电子级氢氟酸。
[0020]在一实施例中，该第一阶段气化、冷凝及纯化处理的次数包括多次。
[0021]在一实施例中，该方法还包括将该混合冷却槽的该电子级氢氟酸通过该输送管路
输送至该吸收装置内，作为该吸收装置内的氢氟酸溶液。
[0022]综上所述，本专利技术将以特定实施例详述于下。以下实施例仅为举例之用，而非限定本专利技术的保护范围。本领域技术人员将可轻易理解各种非关键参数，其可改变或调整而产生实质相同的结果。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的电子级氢氟酸制造系统的示意图；
[0024]图2为本专利技术的电子级氢氟酸制造系统包括多个套组设备的示意图。
[0025]【附图标记说明】
[0026]10 原料储存槽
[0027]20 第一再沸器
[0028]30 冷凝器
[0029]40 氢氟酸缓冲储存槽
[0030]50 氧化剂储存槽
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子级氢氟酸制造系统，包括：原料储存槽，储存有一无水氢氟酸；至少一套组设备，该套组设备包括：第一再沸器，该第一再沸器的第一端与该原料储存槽连接，以将该无水氢氟酸气化，形成一第一气态氢氟酸，该第一再沸器的第二端与一收集槽连接，以将一高沸点不纯物排放至该收集槽；冷凝器，该冷凝器的一端与该第一再沸器的第三端连接，以将该第一气态氢氟酸冷凝，形成一液态无水氢氟酸；氢氟酸缓冲储存槽，该氢氟酸缓冲储存槽的第一端与该冷凝器的另一端连接，以暂存该液态无水氢氟酸，且该氢氟酸缓冲储存槽的第二端连接一尾气处理系统，以将一低沸点不纯物排出至该尾气处理系统，该氢氟酸缓冲储存槽的第三端与一混合管路的第一端连接；及氧化剂储存槽，与该混合管路的第二端连接，以注入一氧化剂与该液态无水氢氟酸混合；第二再沸器，该第二再沸器的第一端与该混合管路的第三端连接，以将该混合后的液态无水氢氟酸气化，形成一第二气态氢氟酸，该第二再沸器的第二端与该收集槽连接，以将一高沸点不纯物排放至该收集槽；过滤器，该过滤器的一端与该第二再沸器的第三端连接，以将该第二气态氢氟酸中的微颗粒去除，形成一纯净气态氢氟酸；以及混合冷却设备，该混合冷却设备的一端与该过滤器的另一端连接，以将该纯净气态氢氟酸导入，并与一超纯水进行混合、冷却，以形成一电子级氢氟酸。2.如权利要求1所述的电子级氢氟酸制造系统，其中该混合冷却设备包括：吸收装置，该吸收装置的第一端与该过滤器的另一端连接，以将该纯净气态氢氟酸导入该吸收装置，由该吸收装置内的氢氟酸溶液吸收；超纯水槽，与该吸收装置的第二端连接，该连接处包括有一控制阀，以依一调控信号添加适量的该超纯水进入该吸收装置；及混合冷却槽，该混合冷却槽的第一端与该吸收装置的第三端连接，以将该吸收后的氢氟酸溶液与该超纯水进行混合，同时由一冷却水装置进行冷却，以形成一电子级氢氟酸。3.如权利要求2所述的电子级氢氟酸制造系统，其中该混合冷却槽的第三端通过一输送管路与该吸收装置的第四端连接，以将该电子级氢氟酸输送至该吸收装置内。4.如权利要求1所述的电子级氢氟酸制造系...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈义平，
申请(专利权)人：陈义平，
类型：发明
国别省市：