[發(fā)明專利]一種半導體用超純電子級化學試劑純化裝置

有效

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• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN104109101A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設計）人: 張雷;吳小飛;石耀洲
• 申請（專利權）人: 上海志誠化工有限公司
• 主分類號: C07C233/03
• 分類號: C07C233/03;C07C233/05;C07C231/24;C07C317/04;C07C315/06;C07C217/08;C07C213/10
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技術領域

本發(fā)明涉及化學試劑純化設備領域，具體涉及一種半導體用超純電子級化學試劑的純化裝置。

背景技術

超純電子級化學試劑(Ultra-clean?and?High-purity?Reagents)，又稱工藝化學品(Process?Chemicals)，是超大規(guī)模集成電路制作過程中的關鍵性基礎化工材料之一。超純電子級N-甲基甲酰胺(NMF)，二甘醇胺(DGA)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亞砜(DMSO)等都是微電子化學試劑中很重要的品中，已廣泛用于半導體元件的生產(chǎn)、超大龜毛集成電路裝配以及加工過程中的清洗、腐蝕等方面。

近年來由于IT工業(yè)的迅速發(fā)展，對所用化學試劑純度要求越來越高，特別是隨著集成電路的尺寸向微小化和處理向高速化方向發(fā)展，對電子級化學品的純度提出了更為苛刻的要求；電子級N-甲基甲酰胺(NMF)，二甘醇胺(DGA)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亞砜(DMSO)等的純度已由單一陽離子含量的ppm級，發(fā)展到目前的ppb級；與之相應的對電子級N-甲基甲酰胺(NMF)，二甘醇胺(DGA)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亞砜(DMSO)等的要求也已從SEMI-C1和SEMI-C7標準提升至SEMI-C8和SEMI-C12標準。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對目前半導體元件中用到的化學試劑N-甲基甲酰胺(NMF)，二甘醇胺(DGA)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亞砜(DMSO)中金屬含量高的弊端，提供一種利用真空蒸餾和電滲析來去除金屬離子的裝置，具有對化學試劑中金屬離子去除率高且成本低的特點。半導體用超純電子級化學試劑的純化裝置，主要包括物料儲罐、真空蒸餾塔、壓縮機、熱交換器、電滲析裝置、閥門、壓力表、高純化試劑儲罐、恒溫水浴槽；將所述物料儲罐、所述真空蒸餾塔、所述壓力表、所述壓縮機、所述熱交換器、所述電滲析裝置、所述閥門、所述高純化學試劑儲罐按順序連接。

依照本發(fā)明的一個方面，在真空蒸餾塔里，化學試劑在溫度為40～60℃進行蒸發(fā)。

依照本發(fā)明的一個方面，利用壓縮機將真空蒸餾塔里面的壓力壓縮至200～500Pa。

依照本發(fā)明的一個方面，恒溫水浴槽的溫度控制在60℃左右，利用恒溫水浴槽的熱量，對真空蒸餾塔里面的化學試劑進行加熱。

依照本發(fā)明的一個方面，化學試劑在真空蒸餾塔里面由于氣壓下降，致使所處理化學試劑的蒸汽壓下降。

依照本發(fā)明的一個方面，從真空蒸餾塔出來試劑蒸汽通過熱交換器進行冷卻。

依照本發(fā)明的一個方面，冷卻后的化學試劑經(jīng)過電滲析裝置，使化學試劑的離子濃度小于1ppb以下。

本發(fā)明的特點是：采用低溫真空蒸餾，將化學試劑在低溫下蒸發(fā)成蒸汽，然后在熱交換器的作用下，轉成液態(tài)化學試劑，并通過電滲析裝置，最終使半導體用化學試劑的離子濃度降低到1ppb以下。本發(fā)明處理效果高，處理得到的試劑純度高；整個處理過程的自動化程度非常高，可以連續(xù)進行運行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種半導體用超純電子級化學試劑純化裝置結構示意圖。

圖中：

1物料儲罐，2閥門，3真空蒸餾塔，4壓縮機，5熱交換器，6電滲析裝置，7高純化學試劑儲罐，8冷卻水管道，9壓力表，10恒溫水浴槽。

具體實施方式

以下結合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。

參考圖1，本發(fā)明提供一種電子化學試劑純化裝置，包括物料儲罐1、閥門2、真空蒸餾塔3、壓縮機4、熱交換器5、電滲析裝置6、高純化學試劑儲罐7、冷卻水管道8、壓力表9、恒溫水浴槽10，并按其順序進行連接。

將待處理化學試劑通過管道進入物料儲罐1中，然后在負壓的作用下含有金屬離子的化學試劑進入到真空蒸餾塔3里面，在真空蒸餾塔里面，由于壓縮機4的作用，里面的壓力降到200～500Pa，使得待處理化學試劑的飽和蒸汽壓下降，在外部恒溫水槽10的加熱下，待處理化學試劑快速蒸發(fā)，通過管道進入到熱交換器5里面，通過熱交換，化學試劑蒸汽將冷卻成液體，然后冷卻的化學試劑進入到電滲析裝置6中，使冷卻液的離子濃度進一步降低，降低到1ppb以下，最后處理后的高純化學試劑進入到高純化學試劑儲罐7中。

真空蒸餾塔3在整個裝置中所起的作用是化學試劑在低溫下進行蒸發(fā)。

恒溫水槽10在整個裝置中所起的作用是對真空蒸餾塔里面的化學試劑進行加熱。

壓縮機4在整個裝置中所起的作用是將真空蒸餾塔里面的壓力壓縮到200～500Pa。