[發(fā)明專利]一種高純電子級(jí)溴化氫的提純方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110217412.0
• 申請(qǐng)日: 2021-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN112938899B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬建修;杜文東;吳祥虎;靖宇;楊振建;王維佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 綠菱電子材料（天津）有限公司
• 主分類號(hào): C01B7/09
• 分類號(hào): C01B7/09
• 代理公司: 天津企興智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12226
• 代理人: 李彥彥

本發(fā)明提供了一種高純電子級(jí)溴化氫的提純方法，原料氣依次通過中空纖維膜器、脫輕組分精餾塔、脫重組分精餾塔、成品儲(chǔ)罐、過濾器與充裝系統(tǒng)。本發(fā)明最大的優(yōu)點(diǎn)是，解決了傳統(tǒng)分子篩不耐酸腐蝕的問題，采用中空纖維膜器，屬于有機(jī)高分子膜，耐酸，不會(huì)帶出金屬雜質(zhì)，后續(xù)經(jīng)過脫輕組分精餾塔與脫重組分精餾塔，可以去除HBr中的其他氣相雜質(zhì)如：Nsubgt;2/subgt;、Osubgt;2/subgt;、Brsubgt;2/subgt;、HCl等，最終可以實(shí)現(xiàn)99.999％(5N級(jí))高純電子級(jí)溴化氫。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于溴化氫領(lǐng)域，尤其是涉及一種高純電子級(jí)溴化氫的提純方法。

背景技術(shù)

隨著超大規(guī)模集成電路制程的發(fā)展，圖案化要求越來越復(fù)雜，關(guān)鍵尺寸(CD)越來越小。多晶硅柵極結(jié)構(gòu)是集成電路中最精細(xì)的尺寸之一。柵極材料的線寬控制，特別是柵極刻蝕是集成電路制造中的重要挑戰(zhàn)。高純溴化氫作為多晶硅的刻蝕氣體，具有高選擇性，刻蝕各向異性的特點(diǎn)。它在等離子體的作用下，能夠可控產(chǎn)生氫與溴自由基，與氯氣或氧氣混合使用，能夠以較高的刻蝕速率，保持高選擇性優(yōu)勢(shì)，同時(shí)擁有優(yōu)越的側(cè)墻特性。此外，隨著醫(yī)藥、新材料、裝備制造等高精尖行業(yè)發(fā)展，氫溴酸試劑也逐漸被環(huán)保型溴化氫氣體所替代，需求量逐年增加。

然而，與同系列的氯化氫氣體相比，溴化氫氣體具有很強(qiáng)的吸濕性、質(zhì)子電離特性，進(jìn)而產(chǎn)生更強(qiáng)的腐蝕性，因此高純電子級(jí)溴化氫的分離與純化面臨著重要的技術(shù)難點(diǎn)。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，溴化氫氣體與痕量的水可以迅速結(jié)合，由原來幾乎不電離狀態(tài)變得極易電離，由低腐蝕性轉(zhuǎn)變?yōu)楦吒g性，極大影響了安全生產(chǎn)、存儲(chǔ)及應(yīng)用。同時(shí)，溴化氫一旦被水化，很難將其中的痕量水除掉。目前成為了高純電子級(jí)溴化氫純化的技術(shù)瓶頸。

201310220850.8公開了一種干燥溴化氫氣體的方法，這種干燥溴化氫氣體的方法讓含有水分的溴化氫氣體由底部進(jìn)入填料干燥塔，從填料干燥塔的頂部通入液態(tài)無機(jī)溴化物三溴化磷，三溴化磷液體和溴化氫氣體在填料干燥塔內(nèi)逆流接觸，采用二級(jí)串聯(lián)填料干燥塔干燥，再經(jīng)過除霧器后，得到含水量低于20ppm干燥溴化氫氣體，同時(shí)溴化氫氣體中溴素含量也部分脫除。三溴化磷液體可以循環(huán)使用，但濃度低于80％后，可以采用真空蒸餾提純，回收使用。該方法比目前的其它方法，脫水效率高，溴化氫氣體的含水量可小于20ppm，適用于生產(chǎn)過程中溴化氫氣體壓力比較小的情況，特別適用于溴素在氫氣中燃燒合成的溴化氫氣體中的水分的脫除。

201210275890.8公開了一種溴化氫氣體的除溴方法，步驟如下：將除溴劑裝入除溴反應(yīng)器中，加熱使除溴反應(yīng)器的內(nèi)部溫度達(dá)到100-115℃；然后讓溴化氫氣體流經(jīng)除溴反應(yīng)器使溴化氫氣體中的溴在上述溫度條件下與除溴劑進(jìn)行反應(yīng)，以使從除溴反應(yīng)器中流出的溴化氫氣體中游離溴的質(zhì)量含量在目標(biāo)值以下。該方法設(shè)備投資小，操作控制簡(jiǎn)單，除溴效率高，易于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)控制，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)連續(xù)性生產(chǎn)，處理后的溴化氫氣體產(chǎn)品質(zhì)量高，純度可達(dá)99.8％以上。

200920098456.0本實(shí)用新型公開了一種干燥溴化氫氣體的裝置，包括I號(hào)干燥塔，I號(hào)干燥塔通過管道和閥門與II號(hào)干燥塔連通，II號(hào)干燥塔通過管道和閥門與III號(hào)干燥塔連通。在I號(hào)干燥塔內(nèi)無規(guī)則堆放活性炭棒作為干燥劑，在II號(hào)干燥塔內(nèi)裝填無水氯化鈣作為干燥劑，在III號(hào)干燥塔內(nèi)裝有干燥劑五氧化二磷和填料階梯環(huán)的混合物。本實(shí)用新型采用活性炭、氯化鈣、五氧化二磷三種干燥劑對(duì)溴化氫氣體進(jìn)行三級(jí)干燥，使溴化氫氣體中的水分含量降至200ppm以下，達(dá)到自由基加成反應(yīng)水分低于400ppm要求。

201521009069.7本實(shí)用新型屬于阻燃劑生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可高效制備溴化氫溶液的裝置，包括紅磷罐、吸附U型管、干燥U型管以及吸收罐，上述機(jī)構(gòu)之間通過管道連接，實(shí)用新型將用于吸附的管路或者干燥的管路設(shè)置成U型，從接觸面積和結(jié)構(gòu)上來說都非常好，我們還在紅磷罐上設(shè)置了紅磷稱放機(jī)構(gòu)和輸水管，可向紅磷罐內(nèi)提供原料，還在紅磷罐的上底面上設(shè)置有攪拌機(jī)構(gòu)，可將溴化氫氣體與紅磷溶液充分反應(yīng)，是與溴化氫氣體中摻雜的溴元素充分反應(yīng)，我們還設(shè)置了第一小型抽氣扇機(jī)構(gòu)和第二小型抽氣扇機(jī)構(gòu)，其加快了氣體在管道中的流動(dòng)速度，也相應(yīng)的提高了工作效率。