[发明专利]气体精制方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体精制方法，特别是涉及使用具有分子筛作用的碳膜对用 作半导体材料的硅烷、磷化氢等气体进行精制的气体精制方法。

本申请基于2007年10月12日向日本申请的特愿2007-266495号、2008 年9月17日向日本申请的特愿2008-238357号主张优先权，在此援用其内容。

背景技术

目前，与杂质体积浓度为ppb～ppm级的高纯度气体相比，更希望将杂质 体积浓度为ppt～ppb级的纯度更高的超高纯度气体用作半导体材料的气体。

作为半导体材料所使用的气体可以举出例如氨、硅烷、磷化氢等氢化物 气体；氟化氢、氯化氢、溴化氢等卤化物气体；氟、氯、溴等卤素气体。这 些气体反应性高、腐蚀性强。

作为气体精制技术之一，有通过气体分离膜进行的精制方法。作为通过 气体膜分离进行的精制例子，可以举出通过聚芳酰胺膜等进行的杂质体积浓 度为％级的氢、氦或氩精制(参照专利文献1)；通过聚芳酰胺膜等进行的 杂质体积浓度为％级的磷化氢精制(参照专利文献2)；通过聚酰亚胺膜进行 的杂质体积浓度为体积％级的碳酰氟精制(参照专利文献3)；通过渗透气 化膜进行的氨回收(参照专利文献4)；通过聚酰亚胺膜等进行的杂质体积 浓度为％级的四氟乙烯精制(参照专利文献5)；通过由磺化-聚砜构成的膜 进行的杂质体积浓度为％级的硅烷精制(参照专利文献6)和通过二氧化硅、 氧化铝等无机多孔膜进行的氯精制(参照专利文献7)等。

专利文献1：日本特开平7-171330号公报

专利文献2：日本特开2002-308608号公报

专利文献3：日本特开2005-154203号公报

专利文献4：日本特开2005-60225号公报

专利文献5：日本特开2003-37104号公报

专利文献6：日本专利第2615265号公报

专利文献7：日本专利第3433226号公报

但是，上述专利文献中所示例的发明都是包含在被精制气体中的杂质体 积浓度为％级，并没有公开能够进行杂质体积浓度为ppm级的精制。另外， 作为现有的半导体材料所使用的气体要求ppb～ppm级的杂质体积浓度，但现 在已经发展为要求ppt～ppb级的杂质体积浓度。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种将反应性高且腐蚀性强的高纯度半导体材 料气体精制为纯度更高的超高纯度的气体精制方法。

本发明为一种气体精制方法，使用具有分子筛作用的碳膜对含有10ppm 以下杂质的选自由氢化物气体、卤化氢气体和卤素气体构成的组中的至少一 种进行精制。

在本发明中，优选所述碳膜为中空丝状或管状。

根据本发明，通过使用具有分子筛作用的碳膜对用作反应性高且腐蚀性 强的半导体材料的高纯度氢化物气体、卤化物气体或卤素气体进行精制，可 以除去它们中所包含的ppm级的杂质，使其为超高纯度。

另外，碳膜与其他的具有分子筛作用的气体分离膜(沸石膜、二氧化硅 膜)相比，耐化学药品性优异，因此适合于腐蚀性强的半导体材料气体精制。 进而，由于碳膜的分离性能优异，因此能够有效地对含有10ppm以下杂质的 气体进行精制。另外，通过将碳膜成型为中空丝状，与平膜状、螺旋卷状相 比，可以紧凑地设计膜组件。

附图说明

图1为表示本发明中碳膜组件的一个实例的简要截面图；

图2为图1所示的碳膜组件的A-A′截面图；

图3为表示本发明中的吹扫气体供给口设置在碳膜组件一端面时的碳膜 组件的一个实例的简要截面图；

图4为表示本发明中的吹扫气体供给口设置在碳膜组件圆周面上的碳膜 组件的一个实例的简要截面图。

符号说明

1、碳膜组件；2、碳膜单元；2a、中空丝状碳膜；3、气体供给口；

4、透过气体排出口；5、未透过气体排出口；6、密闭容器；

7、树脂壁；8、吹扫气体供给口；9、第一空间；10、第二空间；

11、第一空间；12、第二空间；13、第三空间

具体实施方式

以下，使用图1～图4详细说明本发明的实施方式。

用于本发明的气体精制方法的碳膜组件1的一种实施方式如图1和图2 所示。