[發明專利]一種生產電子級氫氟酸的方法

有效

• 申請號: 200810049661.8
• 申請日: 2008-04-28
• 公開（公告）號: CN101570318A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 皇甫根利;侯紅軍;劉海霞;張良;劉曉霞
• 申請（專利權）人: 多氟多化工股份有限公司
• 主分類號: C01B7/19
• 分類號: C01B7/19
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 陳 浩

技術領域

本發明涉及一種生產電子級氫氟酸的方法，尤其涉及以無水氫氟酸為主 要原料生產電子級氫氟酸的方法。

背景技術

電子級氫氟酸(Hydrofuloric?acid，electronic?grade)又稱高純氫氟 酸。分子式HF，分子量20.006。電子級氫氟酸作為集成電路(IC)制造的關 鍵性基礎化工材料之一，主要用于芯片的清洗和腐蝕，它的純度和潔凈度對 集成電路的成品率、電性能及可靠性都有著十分重要的影響。隨著電子、信 息、通訊行業的迅猛發展，對試劑氫氟酸的純度、雜質等的要求越來越高， 需求量也相應驟增，一般的電子純氫氟酸已遠不能滿足市場的苛刻要求，制 備高純氫氟酸便成了氟化氫生產企業深加工及提高產品附加值的方向之一。 電子級氫氟酸具有品種多、用量大、技術要求高、貯存有效期短和強腐蝕性 等特點。

目前普遍采用工業無水氫氟酸加高錳酸鉀反應后，直接精餾純化來制備 電子級氫氟酸，即高純氟化氫，此種方法制得的氫氟酸純度較低，特別是氫 氟酸中三氟化砷分離不完全，故該方法生產的超高純氫氟酸在超大規模集成 電路(微電子工業)中難以適用；同時，生產過程中工藝參數不易控制。另 外，目前電子級氫氟酸的制備過程中由于氟化氫氣體不能被吸收完全，其尾 氣排放容易對周圍環境造成污染。

發明內容

本發明的目的在于提供一種生產電子級氫氟酸的方法，其工藝流程簡單， 投資少，生產的產品純度高。

為了實現上述目的，本發明的技術方案采用了一種生產電子級氫氟酸的 方法，具體包括以下步驟：

(1)粗餾：經計量的無水氫氟酸原料經預熱后，進行粗餾，去除低沸點 物質；

(2)吸收：將經粗餾后，從冷凝器出口排出的氫氟酸用超純水進行吸收， 塔釜溫度為40～60℃，塔身溫度為40～50℃，冷凝器出口溫度為20～40℃， 冷凝后的液體為48～49％的有水氫氟酸溶液；

(3)氟塑脂亞沸蒸餾器精餾：將吸收好的氫氟酸半成品經氟塑脂亞沸蒸 餾器蒸餾，溫度為60～80℃，氟化氫液體氣化生成超純的電子級氫氟酸氣體， 冷凝后為48～49％的有水氫氟酸溶液，高沸點物質與重金屬留在亞沸蒸餾器底 部；

(4)膜過濾：從氟塑脂亞沸蒸餾器出來的氫氟酸半成品經二級過濾最后 經自動灌裝制成48％的超高純氫氟酸成品。

所述步驟(1)的具體步驟為：將計量后的無水氫氟酸原料自貯瓶內流出， 經預熱器預熱后進入粗餾釜，在粗餾釜內，控制粗餾釜內壓力小于0.2Mpa， 加入氧化劑，其加入量占無水氫氟酸原料重量的0.5～2.5％，使工業無水氫氟 酸中含有的大量二氧化硫和三氟化砷生成難以揮發的化合物；然后加入重量 濃度為30％的過氧化氫，過氧化氫的加入量占工業無水氟化氫的1～3％，在粗 餾塔釜內溫度為30～50℃，塔頂冷凝器出口溫度為10～19℃。

所述的氧化劑為高錳酸鉀溶液、(NH4)2S2O8或KHF2中的一種或其組合。

所述步驟(4)的過濾具體為：在百級超凈間經一級0.2μm微孔濾膜過 濾后，再進入二級0.05μm微孔濾膜過濾。

本發明的方法充分利用了無水氫氟酸與無水氫氟酸中各雜質的沸點不 同，在不同溫度下，除去不同的雜質，尤其是硅，使得到的超高純氫氟酸雜 質含量降到最低。本發明利用了氧化劑高錳酸鉀、(NH4)2S2O8、KHF2及過氧 化氫的強氧化性，把工業無水氟化氫中含有的大量二氧化硫和三氟化砷氧化 生成難以揮發的三氧化硫和K2AsF7，這些化合物的沸點較高，在粗餾的過程 中不易被帶出而存在于粗餾釜底部排出系統外賣。本發明即提高了超高純氫 氟酸的純度，又增加了經濟效益和環保效益。

本發明利用氟塑脂亞沸蒸餾器的熱輻射原理，保持液相溫度低于沸點溫 度蒸發冷凝而制取高純試劑的原理，減少了設備及投資，同時增加了產量， 生產成本進一步降低。

本發明方法與目前的生產工藝相比較有如下優點：

(1)通過各物質的沸點不同、高錳酸鉀或(NH4)2S2O8和KHF2及過氧化 氫的強氧化性，徹底解決了硅和三價砷等不易除去的難題，同時進行氟塑脂 亞沸蒸餾器蒸餾，使得產品純度進一步提高，制得的超高純氫氟酸達到半導 體SEMI-C12標準，滿足于微電子工業技術，尤其是超大規模集成電路的需 要。成品指標為：純度：陰離子≤25ppb，陽離子≤0.03ppb。