[发明专利]一种电子级氢氟酸中砷的去除的方法

说明书

本发明涉及化工领域，本发明公开了一种电子级氢氟酸中砷的去除的方法，包括冷冻结晶，超重力分离和滤膜过滤等步骤；本发明的方法是通过冷冻使三氟化砷析出，然后通过超重力离心和精密过滤实现高效固液分离，达到去除砷杂质的目的，本发明完全采用物理方法除去液体氟化氢中的砷元素，完全没有副产物产生，不会导致HF腐蚀性增加和二次金属离子污染；本发明的方法效率高，对于除去电子级氢氟酸中的砷相比其他的方法具有明显的优点。

技术领域

本发明涉及化工领域，尤其是一种电子级氢氟酸中砷的去除的方法。

背景技术

电子级氢氟酸又称高纯氢氟酸。电子级氢氟酸作为集成电路制造的关键性基础化工材料之一，主要用于芯片的清洗和腐蚀，它的纯度和洁净度对集成电路的成品率、电性能及可靠性都有着十分重要的影响。

CN103991847A公开了一种电子级氢氟酸的制备方法，包括以下步骤：将工业无水氟化氢液体和纯水通入精馏塔中，形成第一浓度的氢氟酸；然后加入过氧化氢溶液，氧化其中的砷、硅杂质，再进行精馏；将精馏得到的氟化氢气体冷凝成氟化氢液体，进行第一次过滤，并用纯水吸收成第二浓度的氢氟酸，再进行第二次过滤，得到电子级氢氟酸产品；将尾气用纯水吸收，制成工业级氢氟酸。该发明制备工艺简单，不引入额外杂质，制备的电子级氢氟酸达到半导体设备和材料国际标准SEMI-C7标准，产量高、成本低，采用一条生产工序既可制备电子级氢氟酸又可制备分析纯级氢氟酸。

CN103830926B公开了一种电子级氢氟酸生产用精馏塔，该精馏塔塔身上仅有提馏段设置用于检修的手孔。上述方案中，取消了传统精馏塔在精馏段和提馏段均设置手孔的方案，避免手孔与精馏塔塔身的连接处无法达到很好的无缝粘合，形成泄漏点，防止外部的杂质进入精馏塔内污染电子级氢氟酸，保证产品的质量。

CN101570318B涉及一种生产电子级氢氟酸的方法，具体包括以下步骤：(1)经计量的无水氢氟酸原料经预热后，进行粗馏，去除低沸点物质；(2)将经粗馏后，从冷凝器出口排出的氢氟酸用超纯水进行吸收，吸收为48～49％的有水氢氟酸溶液；(3)将吸收好的氢氟酸半成品经氟塑脂亚沸蒸馏器蒸馏，氟化氢液体气化生成超纯的电子级氢氟酸气体，冷凝后为48～49％的有水氢氟酸溶液，高沸点物质与重金属留在亚沸蒸馏器底部；(4)从氟塑脂亚沸蒸馏器出来的氢氟酸半成品经二级过滤最后经自动灌装制成48％的超高纯氢氟酸成品。该发明的方法充分利用了无水氢氟酸与无水氢氟酸中各杂质的沸点不同，在不同温度下，除去不同的杂质，尤其是硅，使得到的超高纯氢氟酸杂质含量降到最低。

氟化氢含有源自原料萤石矿的砷和其他金属杂质，电子级氟化氢与氢氟酸中的这些杂质对电子器件性能有严重影响；其他金属杂质的去除一般采用精馏的方法去除，砷的去除采用的方法有双氧水氧化法，高锰酸钾氧化法和电化学氧化法，其中双氧水氧化法的副产物水会加重HF的腐蚀性，高锰酸钾法的副产物二氧化锰会导致二次金属污染，电化学氧化法的反应扩散性与均匀性有限，都存在各种缺点和限制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种电子级氢氟酸中砷的去除的方法。本发明的方法是通过冷冻使三氟化砷析出，然后通过超重力离心和精密过滤实现高效固液分离，达到去除砷杂质的目的。三氟化砷和氟化氢的熔沸点数据如下表所示：