三氟化氮的纯化装置及纯化方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三氟化氮的纯化装置及纯化方法，该纯化装置包括一冷凝吸收器及一加热脱附器，其中该冷凝吸收器包括一冷凝壳体及至少一冷凝导管，而该加热脱附器则包括一加热壳体及至少一加热导管。该冷凝吸收器将接收的吸收水及待纯化气体传送至该冷凝导管，并通过该冷凝壳体内的冷却液冷却吸收水及待纯化气体，以产生纯化气体及排出水。该加热脱附器将由该冷凝吸收器接收的排出水传送至该加热导管，并通过该加热壳体内的加热液加热排出水，产生杂质气体及该吸收水，并将该吸收水输送回至冷凝吸收器。通过本发明专利技术所述的纯化装置及纯化方法，将可以较低的制作成本及较高效率得到纯化的三氟化氮。

Three purification device and purification method of nitrogen fluoride

The invention discloses a purification device of three nitrogen trifluoride and purification method, the purification device comprises a condenser and a heat absorber desorber wherein the absorber comprises a condenser, condenser shell and a condensing tube, and the heating device comprises a heating desorption shell and at least one heating duct. The condensate absorber transmits the absorbed water and the purified gas to the condenser tube, and cools the absorption water and the purified gas through the cooling liquid in the condensing shell, so as to produce purified gas and discharge water. The heating desorption device will discharge water is transmitted to the heating duct received by the condensation of the absorber, and discharge the water through the heating liquid heating the heating shell, the impurity gas and water absorption, and the absorption of water transport back to the condensing absorber. Through the purification device and purification method described in this invention, three nitrogen fluoride can be purified with lower production cost and higher efficiency.

【技术实现步骤摘要】
三氟化氮的纯化装置及纯化方法
本专利技术涉及一种三氟化氮的纯化装置及纯化方法，并可以较低的制作成本及较高效率得到纯化的三氟化氮。
技术介绍
三氟化氮(NF3)是半导体及面板制程中相当重要的工业用气体，主要用来清洁化学气相沉积(CVD)以及蚀刻制程的硅化物或其他金属材料。具体来说可通过三氟化氮清洁反应室或芯片上的二氧化硅，以避免累积的二氧化硅形成微尘粒子，并影响晶圆或面板的合格率。在纯化三氟化氮的过程中，最困难的便是将三氟化氮与四氟化碳(CF4)分离。主要是因为三氟化氮与四氟化碳的物理性质相当接近，两者具有相近的分子大小及沸点。即使在三氟化氮仅仅混合了少量的四氟化碳，仍旧可能会形成半导体或面板制程合格率的下降。因此半导体厂或面板厂对三氟化氮纯度的要求非常高，基本上三氟化氮的含量要求通常会高于99.99％，其中杂质的含量要低于100ppm以下。目前通常采用低温吸附法来纯化三氟化氮，主要是通过液态氮降低三氟化氮与四氟化碳的温度，并利用分子筛或天然沸石吸附四氟化碳或其他的杂质气体。然而此纯化方式的效率不高，且需要耗费相当多的成本，进而导致三氟化氮的制作成本无法降低。
技术实现思路
本专利技术提出一种三氟化氮的纯化装置及纯化方法，该纯化装置主要包括冷凝吸收器及加热脱附器。所述冷凝吸收器用来降低其接收的吸收水及待处理气体的温度，以提高待处理气体在吸收水中的溶解度，并产生纯化气体及排出水。所述加热脱附器则用来提高其接收的排出水的温度，以降低气体在排出水中的溶解度，并产生吸收水及杂质气体。此外，所述加热脱附器可进一步将产生的排出水输送回至所述冷凝吸收器，使所述冷凝吸收器及所述加热脱附器形成循环管线。本专利技术提出一种三氟化氮的纯化装置及纯化方法，主要是将多个壳管式冷凝装置串接，并依序对待纯化气体及/或纯化气体进行多次的纯化，以产生纯度较高的三氟化氮。具体而言，本专利技术提供一种三氟化氮的纯化装置，包括：一冷凝吸收器，包括一冷凝壳体及至少一冷凝导管，该冷凝壳体包覆该冷凝导管，其中该冷凝吸收器将接收的吸收水及待纯化气体传送至该冷凝导管，并通过该冷凝壳体内的冷却液冷却该冷凝导管内的该吸收水及该待纯化气体，使得部分该待纯化气体溶于该吸收水中，并产生纯化气体及排出水，其中该待纯化气体包括三氟化氮及四氟化碳；及一加热脱附器，连接该冷凝吸收器，并包括一加热壳体及至少一加热导管，该加热壳体包覆该加热导管，其中该加热脱附器将从该冷凝吸收器接收的该排出水传送至加热导管，并通过该加热壳体内的加热液加热该加热导管内的该排出水，使得大部分溶于该排出水的气体与该排出水分离，以产生杂质气体及该吸收水，并将该吸收水输送至该冷凝吸收器中。在上述三氟化碳的纯化装置的基础上，本专利技术还提供一种三氟化氮的纯化方法，包括：将吸收水及待纯化气体传送至一冷凝导管；将冷却液输送至一冷凝壳体，并通过该冷却液冷却位于该冷凝壳体内的该冷凝导管内的该吸收水及该待纯化气体；通过冷凝，部分该待纯化气体溶于该吸收水，并产生纯化气体及排出水；将该排出水输送至一加热导管；将加热液输送至一加热壳体，并通过该加热液加热位于该加热壳体内的该加热导管内的该排出水；通过加热，大部分溶于该排出水的气体与该排出水分离，并产生杂质气体及该吸收水；将该吸收水输送回至该冷凝导管。本专利技术还提供另一种三氟化氮的纯化方法，包括：通过一冷凝吸收器接收并冷却吸收水及待纯化气体，使得部分该待纯化气体溶于该吸收水，并产生纯化气体及排出水；及通过一加热脱附器接收并加热该排出水，使得大部分溶于该排出水的气体与该排出水分离，以产生杂质气体及该吸收水，并将该吸收水输送回至该冷凝吸收器。在本专利技术三氟化氮的纯化装置一实施例中，该冷凝吸收器包括一或多个壳管式冷凝装置，而该加热脱附器则包括一个或多个壳管式加热装置。在本专利技术三氟化氮的纯化装置一实施例中，多个该壳管式冷凝装置以串接的方式连接，并依序将产生的该纯化气体传送至另一该壳管式冷凝装置，以进一步纯化该纯化气体，而该壳管式加热装置则由串接的该壳管冷凝装置接收该排出水，并将该吸收水回传至串接的该壳管式冷凝装置。在本专利技术三氟化氮的纯化装置一实施例中，该壳管式冷凝装置包括一冷凝液槽及一冷凝气槽，该冷凝导管连通该冷凝液槽及该冷凝气槽，且各个该壳管式冷凝装置的该冷凝液槽相连接，而该壳管式加热装置包括一加热液槽及一加热气槽，该加热导管连通该加热液槽及该加热气槽。在本专利技术三氟化氮的纯化装置一实施例中，该冷凝液槽接收该待纯化气体及该吸收水，并将该待纯化气体及该吸收水由该冷凝液槽输送至该冷凝气槽，而后再将该待纯化气体及该吸收水通过该冷凝导管由该冷凝气槽输送至该冷凝液槽，使得部分该待纯化气体溶于该吸收水中形成该排出水，而未溶于该吸收水的该待纯化气体则形成该纯化气体，并由该冷凝气槽排出，其中该加热液槽或该加热气槽由该冷凝液槽接收该排出水，并将该排出水通过该加热导管由该加热气槽输送至该加热液槽，该排出水的温度上升后，会使得大部分溶于该排出水的气体与该排出水分离，并产生该杂质气体及该吸收水，该杂质气体由该加热气槽排出，而该吸收水则由该加热液槽输送至该冷凝液槽。在本专利技术三氟化氮的纯化装置一实施例中，还包括一气体输入端、一气体输出端、一液体输入端及一液体输出端，其中该气体输入端及该液体输入端连接其中一该壳管式冷凝装置的该冷凝液槽，该气体输出端连接其中一未连接该气体输入端及该液体输入端的该壳管式冷凝装置的该冷凝气槽，而该液体输出端与连接该气体输出端的该壳管式冷凝装置的该冷凝液槽相连接，而未连接该液体输出端及该气体输出端的该壳管式冷凝装置的该冷凝气槽则连接另一该壳管式冷凝装置的该冷凝液槽。在本专利技术三氟化氮的纯化装置及纯化方法一实施例中，该排出水及该吸收水的总重量大于或等于该待处理气体重量的五倍。在本专利技术三氟化氮的纯化装置及纯化方法一实施例中，该冷凝吸收器的工作温度介于4-12摄氏度之间，而该加热脱附器的工作温度则介于40-65摄氏度之间。附图说明图1为本专利技术三氟化氮的纯化装置实施例1的构造连接示意图。图2为本专利技术三氟化氮的纯化装置实施例2的构造连接示意图。图3为本专利技术三氟化氮的纯化装置实施例3的构造连接示意图。图4为本专利技术三氟化氮的纯化方法一实施例的步骤流程图。图5为本专利技术三氟化氮的纯化方法又一实施例的步骤流程图。符号说明：10三氟化氮的纯化装置11冷凝吸收器110壳管式冷凝装置111冷凝壳体112输送管113冷凝导管114马达115冷凝液槽117冷凝气槽121待纯化气体123纯化气体125杂质气体13加热脱附器130壳管式加热装置131待纯化气体132输送管133加热导管134马达135加热液槽137加热气槽141吸收水143排出水20三氟化氮的纯化装置21冷凝吸收器210壳管式冷凝装置2101第一壳管式冷凝装置2103第二壳管式冷凝装置2109第n壳管式冷凝装置211冷凝壳体213冷凝导管215冷凝液槽217冷凝气槽221气体输入端223气体输出端230壳管式加热装置235加热液槽241液体输入端243液体输出端具体实施方法请参阅图1，图1为本专利技术的三氟化氮的纯化装置实施例1的构造连接示意图。如图所示，本专利技术所述三氟化氮的纯化装置10主要包括一冷凝吸收器11及一加热脱附器13，其中冷凝吸收器11与加热脱附器13相连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三氟化氮的纯化装置，其特征在于，包括：一冷凝吸收器，包括一冷凝壳体及至少一冷凝导管，所述冷凝壳体包覆所述冷凝导管，其中所述冷凝吸收器将接收的吸收水及待纯化气体传送至所述冷凝导管，并通过所述冷凝壳体内的冷却液冷却所述冷凝导管内的所述吸收水及所述待纯化气体，使得部分所述待纯化气体溶于所述吸收水中，并产生纯化气体及排出水，其中所述待纯化气体包括三氟化氮及四氟化碳；及一加热脱附器，连接所述冷凝吸收器，并包括一加热壳体及至少一加热导管，所述加热壳体包覆所述加热导管，其中所述加热脱附器将从所述冷凝吸收器接收的所述排出水传送至加热导管，并通过所述加热壳体内的加热液加热所述加热导管内的所述排出水，使得大部分溶于所述排出水的气体与所述排出水分离，以产生杂质气体及所述吸收水，并将所述吸收水输送至所述冷凝吸收器中。

【技术特征摘要】
1.一种三氟化氮的纯化装置，其特征在于，包括：一冷凝吸收器，包括一冷凝壳体及至少一冷凝导管，所述冷凝壳体包覆所述冷凝导管，其中所述冷凝吸收器将接收的吸收水及待纯化气体传送至所述冷凝导管，并通过所述冷凝壳体内的冷却液冷却所述冷凝导管内的所述吸收水及所述待纯化气体，使得部分所述待纯化气体溶于所述吸收水中，并产生纯化气体及排出水，其中所述待纯化气体包括三氟化氮及四氟化碳；及一加热脱附器，连接所述冷凝吸收器，并包括一加热壳体及至少一加热导管，所述加热壳体包覆所述加热导管，其中所述加热脱附器将从所述冷凝吸收器接收的所述排出水传送至加热导管，并通过所述加热壳体内的加热液加热所述加热导管内的所述排出水，使得大部分溶于所述排出水的气体与所述排出水分离，以产生杂质气体及所述吸收水，并将所述吸收水输送至所述冷凝吸收器中。2.根据权利要求1所述的纯化装置，其特征在于，所述冷凝吸收器包括一或多个壳管式冷凝装置，而所述加热脱附器则包括一个或多个壳管式加热装置。3.根据权利要求2所述的纯化装置，其特征在于，多个所述壳管式冷凝装置以串接的方式连接，并依序将产生的所述纯化气体传送至另一所述壳管式冷凝装置，以进一步纯化所述纯化气体，而所述壳管式加热装置则由串接的所述壳管冷凝装置接收所述排出水，并将所述吸收水回传至串接的所述壳管式冷凝装置。4.根据权利要求2所述的纯化装置，其特征在于，所述壳管式冷凝装置包括一冷凝液槽及一冷凝气槽，所述冷凝导管连通所述冷凝液槽及所述冷凝气槽，且各个所述壳管式冷凝装置的所述冷凝液槽相连接，而所述壳管式加热装置包括一加热液槽及一加热气槽，所述加热导管连通所述加热液槽及所述加热气槽。5.根据权利要求4所述的纯化装置，其特征在于，所述冷凝液槽接收所述待纯化气体及所述吸收水，并将所述待纯化气体及所述吸收水由所述冷凝液槽输送至所述冷凝气槽，而后再将所述待纯化气体及所述吸收水通过所述冷凝导管由所述冷凝气槽输送至所述冷凝液槽，使得部分所述待纯化气体溶于所述吸收水中形成所述排出水，而未溶于所述吸收水的所述待纯化气体则形成所述纯化气体，并由所述冷凝气槽排出，其中所述加热液槽或所述加热气槽由所述冷凝液槽接收所述排出水，并将所述排出水通过所述加热导管由所述加热气槽输送至所述加热液槽，所述排出水的温度上升后，会使得大部分溶于所述排出水的气体与所述排出水分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧安泰，
申请(专利权)人：亚氨精敏气体企业有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG