【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于湿电子化学品，具体涉及一种电子级氟化铵水溶液的制备方法。
技术介绍
1、随着国内半导体制造行业逐渐兴起，国内对缓冲氧化蚀刻剂的需求量逐年增长。缓冲氧化蚀刻剂主要用于微电子行业，可作为清洗剂、蚀刻剂，在半导体工业中常用于蚀刻无光刻胶护罩的氧化层，其主要成分为氢氟酸和氟化铵，一般由电子级氢氟酸、电子级氟化铵水溶液以及添加剂配置而成。
2、目前电子级氟化铵水溶液制备方法最常用的是，将工业氨水蒸发、过滤除杂，再用高纯氢氟酸吸收制得。专利cn103112872b用5a型分子筛对氨气过滤除杂，专利cn102557076b用活性炭对氨气过滤除杂，当过滤材料吸附饱和后很难再生重复使用，成本较高，而且产生大量废渣。
3、专利cn101671037a提供一种高纯氟化氢铵的制备方法，公开了“氟化氢铵晶体于温度为222-230℃之间进行升华，收集氟化氢铵蒸气得到高纯氟化氢铵产品”，对本申请没有任何教导或启示。
技术实现思路
1、为克服以上缺点，本专利技术采用如下技术方案：
2、本专利技术提供一种电子级氟化铵水溶液的制备方法，主要包括以下步骤：
3、s1，以氟硅酸氨解所得氟化铵水溶液为原料，浓缩、降温、结晶得到粗氟化铵固体；
4、s2，将s1所得粗氟化铵固体溶于有机溶剂中，过滤、浓缩、降温、结晶、干燥得到杂质含量降到ppm级的氟化铵固体；
5、s3，将s2所得ppm级的氟化铵加热升华，在惰性气流下降温凝结，气固分离得到高纯
6、s4，将s3所得高纯氟化铵溶于高纯水中，经过三级微滤膜过滤，得到电子级氟化铵水溶液。
7、所述氟硅酸氨解是常规技术，已普遍用于湿法磷酸的副产氟硅酸的综合利用，该方法所得氟化铵水溶液主要杂质有氟硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐、氯化物等。
8、在步骤s1中，所述浓缩、降温、结晶，在80-100℃下蒸发水分使氟化铵饱和，继续蒸发掉50-80％溶剂然后降温到0-10℃，氟化铵结晶析出。
9、在步骤s2中，所述有机溶剂选自甲醇或乙腈中的一种，纯度＞99.9％；所述浓缩、降温、结晶为，在60-85℃蒸发掉50-80％溶剂、降温到0-10℃，氟化铵结晶析出，再在真空-60～-90kpa和温度40-70℃下干燥4-8h，得到ppm级氟化铵固体。
10、进一步地，在步骤s2中，所述有机溶剂与氟化铵固液分离后，有机溶剂经蒸馏除杂后重复使用。
11、在步骤s3中，所述惰性气流为氮气，所述氮气流速在50-500l/min，压力在0.02-0.1mpa；所述气固分离使用旋风分离器；所述加热升华温度在100-120℃，此温度下氟化铵升华为气体，微量杂质金属盐、硝酸铵和氯化铵不升华不反应，微量杂质氟硅酸铵分解为氟化铵和四氟化硅气体，微量杂质硫酸铵发生自氧化还原反应，生成氮氧化物气体和二氧化硫气体，微量杂质(nh4)nh3-npo4(1≤n≤3)分解为氨气和磷酸液体，磷酸不挥发，经惰性气流带动，氟化铵、四氟化硅、氮氧化物、二氧化硫、氨等被带走，在气固分离器内降温到70-90℃，氟化铵气体重新凝结为固体颗粒，沉积在气固分离器底部，其它杂质仍以气体形式随惰性气体排出。经此升华再凝结，氟化铵中绝大部分杂质被除去，得到高纯氟化铵。
12、进一步地，在步骤s3中，所述气固分离器排出的惰性气体经碱液和干燥处理后重复使用。
13、在步骤s4中，所述高纯氟化铵溶于高纯水，得到浓度39-41％的高纯氟化铵溶液，再依次经过0.2μm、0.05μm、0.01μm三级微滤膜过滤，压力在0.05-0.2mpa，除去微粒杂质，得到电子级氟化铵水溶液。经检测，直径≥0.2μm的颗粒≤10pcs/ml，单项金属离子浓度≤0.1ppb，满足up-ss级要求(gb/t 30901-2014)。
14、在步骤s1-s4中，所用容器、加热釜、气固分离器以及管道的内壁均衬有pfa或ptfe，整个生产过程在千级净化车间内进行。
15、本专利技术的有益效果为：本专利技术以氟硅酸氨解得到的氟化铵水溶液为原料，成本低廉；使用有机溶剂对氟化铵重结晶除掉大部分杂质，然后以氟化铵升华-凝结的方式深度除杂，得到高纯氟化铵；过程所用介质有机溶剂、惰性气体均可重复循环使用，成本较低，全过程不产生废渣废液，绿色环保；所得产品杂质含量很低，达到up-ss级。
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1.一种电子级氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的电子级氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述加热升华温度在100-120℃，惰性气流下凝结温度在70-90℃。
3.根据权利要求1所述的电子级氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述惰性气流为氮气，所述氮气流速在50-500L/min，压力在0.02-0.1MPa。
4.根据权利要求1所述的电子级氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述气固分离使用旋风分离器。
5.根据权利要求1所述的电子级氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述气固分离排出的惰性气体经碱液和干燥处理后重复使用。
6.根据权利要求1所述的电子级氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述有机溶剂选自甲醇或乙腈中的一种，纯度＞99.9％。
7.根据权利要求1所述的电子级氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述浓缩为60-85℃蒸发掉50-80％溶剂，所述结晶为降温到0-10℃静置，所述干燥
8.根据权利要求1所述的电子级氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述有机溶剂与氟化铵固液分离后，有机溶剂经蒸馏除杂后重复使用。
9.根据权利要求1所述的电子级氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述浓缩为80-100℃下蒸发水分，所述降温为降低温度到0-10℃。
10.根据权利要求1所述的电子级氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，所述三级微滤膜过滤为依次经过孔径为0.2μm、0.05μm、0.01μm材质为PFA和/或PTFE的微孔膜，压力在0.05-0.2MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种电子级氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的电子级氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，在步骤s3中，所述加热升华温度在100-120℃，惰性气流下凝结温度在70-90℃。
3.根据权利要求1所述的电子级氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，在步骤s3中，所述惰性气流为氮气，所述氮气流速在50-500l/min，压力在0.02-0.1mpa。
4.根据权利要求1所述的电子级氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，在步骤s3中，所述气固分离使用旋风分离器。
5.根据权利要求1所述的电子级氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，在步骤s3中，所述气固分离排出的惰性气体经碱液和干燥处理后重复使用。
6.根据权利要求1所述的电子级氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所述有机溶剂选自甲醇或乙腈中的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：李云峰，闫春生，韩广欣，刘海霞，张凯，王建萍，薛峰峰，李霞，闫松岳，
申请(专利权)人：多氟多新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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