【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于湿电子化学品，具体涉及一种高纯氟化铵水溶液的制备方法。
技术介绍
1、随着国内半导体制造行业逐渐兴起，国内对缓冲氧化蚀刻剂的需求量逐年增长。缓冲氧化蚀刻剂主要用于微电子行业，可作为清洗剂、蚀刻剂，在半导体工业中常用于蚀刻无光刻胶护罩的氧化层，其主要成分为氢氟酸和氟化铵，一般由电子级氢氟酸、电子级氟化铵水溶液以及添加剂配置而成。
2、专利cn102627298a公开了一种液相法生产高纯氟化铵蚀刻液的方法，将质量百分浓度为49～70％的高纯hf水溶液和质量百分浓度为27～33％的高纯氨水溶液，按质量比1∶1.3～2.3进行中和反应，控制反应温度为10～50℃，至反应液ph值为6～7时结束反应，过滤去除粒径大于0.2微米的颗粒杂质后，即得到质量百分浓度为40±0.2％的高纯电子级氟化铵蚀刻液。该方法过程简单易行，但所用原料均为高纯材料，价格昂贵，整体成本较高。
3、另有专利cn103112872b、cn102557076b，将工业氨水蒸发、过滤除杂，再用高纯氢氟酸吸收制得，他们用分子筛或活性炭对氨气过滤除杂，当过滤材料吸附饱和后很难再生重复使用，成本也较高。
4、专利cn115010098b公开了一种高效制备超净高纯硫酸的方法，该方法是以工业级硫酸氢钠为原料，将络合、重结晶、阳离子交换树脂和阴离子交换树脂依次交换、脱水、过热蒸汽微孔膜过滤、真空减压干燥、减压热分解、三氧化硫吸收制备高纯硫酸结合在一起，可以制备出超净高纯硫酸。其中硫酸氢钠是普通的酸式盐，对交换树脂无特别要求，与本申请中腐
技术实现思路
1、为克服以上成本较高的缺点，本专利技术采用如下技术方案：
2、本专利技术提供一种高纯氟化铵水溶液的制备方法，具体为：将工业氟化铵溶于有机溶剂中重结晶、干燥，再溶于高纯水中，依次经过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂，除去金属盐杂质，然后用三级微孔膜过滤，制得高纯氟化铵水溶液。
3、所述有机溶剂选自甲醇或乙腈中的一种，纯度＞99.9％。
4、所述氟化铵溶于有机溶剂中重结晶为，氟化铵溶于有机溶剂中制得饱和溶液，过滤，然后60-85℃蒸发掉50-80％溶剂、降温到0-10℃，氟化铵结晶析出，再溶于有机溶剂中重复过滤、蒸发、降温、析晶一次。所述干燥在真空-60～-90kpa和温度40-70℃下进行，时间为4-8h。
5、进一步地，所述重结晶后的有机溶剂蒸馏除杂后重复使用。
6、所述阳离子交换树脂，以多孔交联聚苯乙烯为骨架，嫁接磺酸基或亚氨基二乙酸基，优选为t-52h、t-62mp、ch-90，该类树脂可直接商购，其中t-52h和t-62mp的活性基团为磺酸基，ch-90的活性基团为亚氨基二乙酸基。
7、所述阴离子交换树脂，以多孔交联聚苯乙烯为骨架，嫁接季胺基，优选为a-62mp、a-107、sl890，该类树脂可直接商购。
8、氟化铵水溶液流经阳离子树脂和阴离子树脂的速度不宜过快，优选为0.2-1.0bv/h。树脂失效后能再生，然后重复使用。阳离子交换树脂再生方法为，用1-10wt％的盐酸浸洗30-60min，流速2-4bv/h，再用超纯水浸洗2-6h，浸洗结束水中氯离子杂质含量低于0.1ppm。阴离子交换树脂再生方法为，用0.5-6wt％的氢氧化钠水溶液浸洗30-60min，流速2-4bv/h，再用超纯水浸洗2-6h，浸洗结束水中钠离子杂质含量低于0.1ppb。
9、优选地，所述阳离子交换树脂预先用1-5wt％氢氟酸浸泡12-24h进行氟化和钝化，所述阴离子交换树脂，预先用1-5wt％氟化钠水溶液浸泡12-24h进行氟化和钝化，以增强树脂的耐腐蚀能力，保持其在腐蚀性氟化铵溶液中的离子交换能力。
10、所述三级微孔膜过滤，是依次经过孔径0.5μm、0.2μm、0.05μm三级微滤膜过滤，压力在0.02-0.15mpa，滤膜材质为pfa和/或ptfe，除去微粒杂质，得到高纯氟化铵水溶液。经检测，直径≥0.5μm的颗粒≤10pcs/ml，满足up-s级要求(gb/t 30901-2014)。
11、工业氟化铵中常见杂质有硫酸盐、磷酸盐、氟硅酸盐及氯化物，有的杂质不溶于有机溶剂过滤时除去，有的杂质溶于有机溶剂但浓度低，结晶时不析出，两次有机溶剂重结晶除掉绝大部分杂质，两次树脂交换进一步除掉残余的微量杂质。
12、本专利技术的有益效果为：本专利技术以廉价的工业氟化铵为原料，用有机溶剂重结晶除去绝大部分杂质，再用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂深度除杂，使得单项杂质金属离子浓度降到1ppb以下，单项杂质阴离子浓度降到3ppm以下，达到up-s级；所用有机溶剂和树脂均可纯化或再生循环使用，整体成本较低。
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1.一种高纯氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，将工业氟化铵溶于有机溶剂中重结晶、干燥，再溶于高纯水中得到氟化铵水溶液，依次经过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂，除去金属盐杂质；然后用三级微孔膜过滤，制得高纯氟化铵水溶液；所述阳离子交换树脂、阴离子交换树脂预先分别用1-5wt％氢氟酸、1-5wt％氟化钠水溶液浸泡12-24h进行氟化和钝化。
2.根据权利要求1所述的高纯氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，所述阳离子交换树脂，以多孔交联聚苯乙烯为骨架，嫁接磺酸基或亚氨基二乙酸基。
3.根据权利要求2所述的高纯氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，所述阳离子交换树脂为T-52H、T-62MP、CH-90。
4.根据权利要求1所述的高纯氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，所述阴离子交换树脂，以多孔交联聚苯乙烯为骨架，嫁接季胺基。
5.根据权利要求4所述的高纯氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，所述阴离子交换树脂为A-62MP、A-107、SL890。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高纯氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，所述氟化铵水溶液流
7.根据权利要求1所述的高纯氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，所述阳离子交换树脂和阴离子交换树脂失效后能再生，然后重复使用，所述阳离子交换树脂再生方法为：用1-10wt％的盐酸浸洗30-60min，流速2-4BV/h，再用超纯水浸洗2-6h，浸洗结束水中氯离子杂质含量低于0.1ppm；所述阴离子交换树脂再生方法为：用0.5-6wt％的氢氧化钠水溶液浸洗30-60min，流速2-4BV/h，再用超纯水浸洗2-6h，浸洗结束水中钠离子杂质含量低于0.1ppb。
8.根据权利要求1所述的高纯氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自甲醇或乙腈中的一种，纯度＞99.9％。
9.根据权利要求1所述的高纯氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，所述重结晶为：氟化铵溶于有机溶剂中制得饱和溶液，过滤，然后60-85℃蒸发掉50-80％溶剂、降温到0-10℃，氟化铵结晶析出，再溶于有机溶剂中重复过滤、蒸发、降温、析晶一次；所述干燥在真空-60～-90kPa和温度40-70℃下进行，时间为4-8h。
10.根据权利要求1所述的高纯氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，所述三级微孔膜过滤，是依次经过孔径0.5μm、0.2μm、0.05μm三级微滤膜过滤，压力在0.02-0.15MPa，滤膜材质为PFA和/或PTFE。
...【技术特征摘要】
1.一种高纯氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，将工业氟化铵溶于有机溶剂中重结晶、干燥，再溶于高纯水中得到氟化铵水溶液，依次经过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂，除去金属盐杂质；然后用三级微孔膜过滤，制得高纯氟化铵水溶液；所述阳离子交换树脂、阴离子交换树脂预先分别用1-5wt％氢氟酸、1-5wt％氟化钠水溶液浸泡12-24h进行氟化和钝化。
2.根据权利要求1所述的高纯氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，所述阳离子交换树脂，以多孔交联聚苯乙烯为骨架，嫁接磺酸基或亚氨基二乙酸基。
3.根据权利要求2所述的高纯氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，所述阳离子交换树脂为t-52h、t-62mp、ch-90。
4.根据权利要求1所述的高纯氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，所述阴离子交换树脂，以多孔交联聚苯乙烯为骨架，嫁接季胺基。
5.根据权利要求4所述的高纯氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，所述阴离子交换树脂为a-62mp、a-107、sl890。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高纯氟化铵水溶液制备方法，其特征在于，所述氟化铵水溶液流经所述阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的速度为0.2-1.0bv/h。
7.根据权利要求1所述的高纯氟化铵水...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨华春，薛旭金，李凌云，张凯，周阳，王矿宾，韩广欣，和宜林，
申请(专利权)人：河南省氟基新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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