[發(fā)明專利]一種制備超凈高純鹽酸的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410207482.8
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN103979497A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李湛江;肖克強(qiáng);黃偉鵬;肖啟發(fā);廖小深
• 申請（專利權(quán)）人: 西隴化工股份有限公司
• 主分類號: C01B7/07
• 分類號: C01B7/07
• 代理公司: 汕頭市高科專利事務(wù)所 44103
• 代理人: 王少明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及試劑級鹽酸的制造方法，具體是從工業(yè)級鹽酸經(jīng)純化制備超凈高純試劑級鹽酸的工業(yè)化方法。?

背景技術(shù)

超凈高純試劑(Ultra-clean?and?High-purity?Reagents)在國際上稱為工藝化學(xué)品(Process?Chemicals)，是集成電路（IC）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）制作過程中的關(guān)鍵性基礎(chǔ)化工材料之一，主要用于芯片的清洗、蝕刻，另外超凈高純試劑還用于芯片摻雜和沉淀工藝及硅圓片表面的清洗。超凈高純試劑的純度和潔凈度對集成電路的成品率、電性能及可靠性均有十分重要的影響。超凈高純試劑的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括半導(dǎo)體行業(yè)和太陽能行業(yè)及精密組件制作，半導(dǎo)體行業(yè)用超凈高純試劑要求相對較高，目前我國高端產(chǎn)品主要依靠進(jìn)口，國內(nèi)主要生產(chǎn)中低端產(chǎn)品。?

國際半導(dǎo)體設(shè)備與材料組織(SEMI)于1975年成立了SEMI化學(xué)試劑標(biāo)準(zhǔn)委員會,專門制定超凈高純試劑的國際標(biāo)準(zhǔn)。目前國際SEMI標(biāo)準(zhǔn)化組織將超凈高純試劑按應(yīng)用范圍分為4個等級：(1)SEMI-C1標(biāo)準(zhǔn)(適用于>1.2μm?IC工藝技術(shù)的制作)；(2)SEMI-C7標(biāo)準(zhǔn)(適用0.8—1.2μm?IC工藝技術(shù)的制作)；(3)SEMI-C8標(biāo)準(zhǔn)(適用于0.2—0.6μm?IC工藝技術(shù)的制作)；(4)SEMI-C12?標(biāo)準(zhǔn)(適用于0.09—0.2μm?IC工藝技術(shù)的制作)。?

目前超凈高純試劑鹽酸的生產(chǎn)提純方法很多，有等溫擴(kuò)散法、蒸餾法、亞沸法、精餾法、離子交換吸附法、氣體吸收法等，在潔凈環(huán)境中的亞沸（或雙亞沸）提純法效果最好，產(chǎn)品純度也最高。亞沸蒸餾是一種除去液體中金屬離子與固體微粒的極為有效的方法，該技術(shù)的關(guān)鍵就是將被提純的液體加熱到低于沸點以5～20℃。由于液體未達(dá)到沸點，和液相平衡的氣相也就不再由大量蒸汽物粒所組成，而是以分子狀態(tài)與液相平衡，因此蒸汽中極少夾帶或不夾帶金屬離子和固體微粒。但亞沸蒸餾存在產(chǎn)量低工業(yè)化生產(chǎn)成本高的不足，特別對易揮發(fā)產(chǎn)品的亞沸蒸餾，由于其塔釜液相溫度變化梯度較大，導(dǎo)致溫控調(diào)節(jié)頻繁，致使工藝操作的穩(wěn)定性下降。另外要生產(chǎn)單個金屬離子小于0.1ppb的超凈高純鹽酸，使用工業(yè)級鹽酸為原料，單一的亞沸蒸餾無法滿足單個金屬離子小于0.1ppb的超凈高純鹽酸的質(zhì)量要求，工業(yè)化的亞沸蒸餾并不能省去對原料鹽酸的前期處理步驟，仍需采取蒸餾→物理或化學(xué)處理→氣體吸收→亞沸蒸餾的多級純化工藝。?

CN102923660A公開一種試劑鹽酸的制取方法，將HCl≥36.5%的工業(yè)鹽酸稀釋、依次經(jīng)樹脂處理、活性炭吸附處理、加入氯化亞錫混合后蒸餾，收集餾分得到試劑鹽酸。樹脂處理是利用高濃度鹽酸中多數(shù)金屬氯化物易形成絡(luò)氯陰離子的特性，如Zn²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Co²⁺、Mn²⁺在鹽酸中生成陰離子絡(luò)合物：Meⁿ⁺+xCl^-=MeCl_X^-(X–n)，使用陰離子交換樹脂將MeCl_X^-(X–n)吸附去除，但Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、Sr²⁺、Ba²⁺等堿金屬和堿土金屬離子不能形成MeCl_X^-(X–n)?而不能除去；利用活性炭吸附游離Cl和有機(jī)物質(zhì)；利用SnCl₂的還原性進(jìn)一步處理游離Cl、還原Fe³⁺、As³⁺。該方法存在三個不足：一是工業(yè)鹽酸中的游離Cl會將陰離子交換樹脂氧化，氧化后樹脂會發(fā)生部分基團(tuán)脫落和斷鏈，產(chǎn)生低級胺類進(jìn)入到鹽酸溶液中，造成對鹽酸的污染，并使陰樹脂交換容量下降，縮短其使用壽命；二是加入的SnCl₂最終留在稀鹽酸中，體積大濃度低，回收較困難；三是SnCl₂不能除去陰離子交換樹脂不能吸附的Ca²⁺、Ba²⁺、Sr²⁺等離子。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的針對以上技術(shù)問題，提出一種高效制備超凈高純鹽酸的方法。?