專利名稱：一種平板蒸發(fā)吸收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將液體蒸發(fā)并吸收，制備超凈高純試劑的裝置。
背景技術(shù)：
超凈高純試劑(國外常稱為濕化學(xué)品wet chemicals或工藝化學(xué)品process-chemicals)，是集成電路(IC)和超大規(guī)模(VLSI)制作過程中關(guān)鍵性基礎(chǔ)化工材料之一，主要用于芯片的精洗和腐蝕，具有品種多、用量大、技術(shù)要求高、貯存有效期短、強腐蝕性等特點。
在IC和VLSI制作過程中，使用試劑的工序主要是清洗(包括干燥)、光刻、蝕刻。隨著IC存儲容量的逐漸增大，存儲器電池的蓄電量需要盡可能地增大，因此氧化膜變得更薄。當(dāng)超凈高純試劑中含有堿金屬雜質(zhì)(Na、Ca等)時，雜質(zhì)將溶進氧化膜之中，造成耐絕緣電壓下降；當(dāng)重金屬(Cu、Fe、Cr、Ag等)若附著在硅晶片表面上時，則會使P-N結(jié)耐電壓降低。一般認(rèn)為產(chǎn)生IC斷絲、短路等物理性故障的雜質(zhì)分子大小為最小線寬的1/4；造成腐蝕或漏電等化學(xué)性故障的雜質(zhì)分子或離子的大小為最小線寬的1/4；造成腐蝕或漏電等化學(xué)性故障的雜質(zhì)分子或離子的大小為最小線寬的1/10。因此，超凈高純試劑的純度和潔凈度為IC的成品率、電性能及可靠性都有著十分重要的影響。
目前，超凈高純試劑的生產(chǎn)主要有等溫擴散法和亞沸蒸餾法。
等溫擴散法又叫等溫蒸餾或等壓蒸餾，等溫蒸餾法就是將盛有揮發(fā)性試劑的容器和裝有高純水的容器置于同一密閉室中。試劑的蒸汽會被水所吸收，直至蒸汽壓達到平衡為止。假若水的純度及容器的潔凈度均很高，即可得到純度很高的試劑。其蒸餾速度隨試劑的揮發(fā)度而定，當(dāng)然是很慢的。提純的試劑的純度，主要取決于所用的純水的純度以及容器與環(huán)境的潔凈程度。這個方法在亞沸蒸餾使用前，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局一直用以配制痕量分析中需用的低空白的高純試劑。
亞沸蒸餾法是一種對等溫蒸餾法的改進。一般蒸餾產(chǎn)品純度和濃度不太高，是因為蒸餾時要使溶液沸騰，而沸騰時蒸汽泡逸出氣液界面，會撕裂特薄的液層，形成大量的微細液滴，隨蒸汽流上升，而每個微細液滴粒則由幾百乃至幾百萬個水分子組成，這樣在蒸餾沸騰過程中，金屬離子或固體微粒就可能夾在微細液滴中進入提純后的液體中去，因而提純效果有限。為了防止金屬離子或固體微粒在蒸餾過程中形成微細液滴進入蒸氣，提出了亞沸蒸餾法，也就是在于被提純液體的沸點以下進行蒸餾提出的方法。由于遠未達到沸點，和液體平衡的氣相也就不再是由大量蒸氣及其微細液滴所組成，而是以分子狀態(tài)逸出氣液界面，進入氣相與液相平衡。此時蒸氣中就極少或可能不夾帶進金屬離子或固體微粒了。再在其氣相空間放一個冷凝器，由于冷凝器表面溫度低于被加熱的液體溫度，所以以分子狀態(tài)存在于氣相空間的蒸氣又在冷凝管上冷凝成液體，收集起來，就是用亞沸法提純的超凈高純試劑。
目前在實驗室中已經(jīng)普遍應(yīng)用等溫擴散法和亞沸蒸餾法制備超凈高純試劑。提純的試劑不僅純度高，而且濃度高，操作和設(shè)備都比較簡單，但是缺點是產(chǎn)量小，速度慢，時間、物料的消耗都比較多，無法滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求，其關(guān)鍵是目前的方法所采用的裝置，尤其是蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)均不能達到快速、大量生產(chǎn)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是公開一種平板蒸發(fā)吸收器，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的產(chǎn)量小，速度慢的缺陷。
本發(fā)明的技術(shù)方案一種平板蒸發(fā)吸收器，包括臥式桶狀容器，其上部設(shè)有冷卻水進口，下部設(shè)有原料進口、產(chǎn)品收集口和提余液出口；固定在桶狀容器中上部內(nèi)壁上至少一塊略有傾斜的中空的上端與冷卻水進口相連通、下端與產(chǎn)品收集口相連接的冷凝吸收構(gòu)件；冷凝吸收構(gòu)件之所以略帶傾斜，是為了使冷凝的水蒸氣更好地形成液膜，吸收揮發(fā)性溶質(zhì)，如氯化氫、醋酸、三氧化硫、氨等，并在重力的作用下，液膜流向產(chǎn)品收集口；固定在桶狀容器中的下部內(nèi)壁上至少一個平板蒸發(fā)器，該平板蒸發(fā)器的一端與原料進口相連接，另一端與設(shè)置在容器底部的提余液出口相連接。
經(jīng)過加熱后的原料由原料進口進入平板蒸發(fā)吸收器，在平板蒸發(fā)器上蒸發(fā)，然后被冷凝吸收構(gòu)件冷凝后由產(chǎn)品收集口收集。
由于本發(fā)明通過大幅度地增大“蒸發(fā)”表面，增大溶解表面或者冷凝吸收面，減小“蒸發(fā)”表面和溶解表面或者冷凝吸收面之間的距離，大大強化過程的速率，提高過程的效率，從而可以實現(xiàn)高純試劑的工業(yè)化生產(chǎn)。采用本發(fā)明的平板蒸發(fā)吸收器，處理相同的原料，在相同的工藝條件下，其產(chǎn)量可比傳統(tǒng)的設(shè)備提高5～200倍，具有顯著的經(jīng)濟效益。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
參見圖1，所說的平板蒸發(fā)吸收器包括臥式桶狀容器29，其上部設(shè)有冷卻水進口32，下部設(shè)有原料鹽酸進口31、產(chǎn)品收集口35和提余液出口36；固定在桶狀容器29上部內(nèi)壁上至少一塊略有傾斜的中空的上端與冷卻水進口32相連通、下端與產(chǎn)品收集口35相連接的冷凝吸收構(gòu)件33，該冷凝吸收構(gòu)件33可為直管或平板；
固定在桶狀容器29的下部內(nèi)壁上至少一個平板蒸發(fā)器37，該平板蒸發(fā)器的一端與原料鹽酸進口31相連接，另一端與設(shè)置在容器29底部的提余液出口36相連接。
冷凝吸收構(gòu)件33的一端與平板蒸發(fā)器37之間的垂直距離為10～100mm，另一端為5～80mm。
所說的平板蒸發(fā)吸收器的材質(zhì)優(yōu)選高純石英玻璃。
權(quán)利要求
1.一種平板蒸發(fā)吸收器，其特征在于，包括臥式桶狀容器(29)，其上部設(shè)有冷卻水進口(32)，下部設(shè)有揮發(fā)性試劑原料進口(31)、產(chǎn)品收集口(35)和提余液出口(36)；固定在桶狀容器(29)上部內(nèi)壁上至少一塊略有傾斜的中空的上端與冷卻水進口(32)相連通、下端與產(chǎn)品收集口(35)相連接的冷凝吸收構(gòu)件(33)；固定在桶狀容器(29)的下部內(nèi)壁上至少一個平板蒸發(fā)器(37)，該平板蒸發(fā)器的一端與原料進口(31)相連接，另一端與設(shè)置在容器(29)底部的提余液出口(36)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所說的平板蒸發(fā)吸收器，其特征在于，冷凝吸收構(gòu)件(33)為直管或平板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的平板蒸發(fā)吸收器，其特征在于，材質(zhì)為高純石英玻璃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的平板蒸發(fā)吸收器，其特征在于，冷凝吸收構(gòu)件(33)的一端與平板蒸發(fā)器(37)之間的垂直距離為10～100mm，另一端為5～80mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平板蒸發(fā)吸收器，其特征在于，冷凝吸收構(gòu)件(33)的一端與平板蒸發(fā)器(37)之間的垂直距離為10～100mm，另一端為5～80mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平板蒸發(fā)吸收器，包括臥式桶狀容器，固定在桶狀容器中上部內(nèi)壁上至少一塊略有傾斜的中空的上端與冷卻水進口相連通、下端與產(chǎn)品收集口相連接的冷凝吸收構(gòu)件；固定在桶狀容器中的下部內(nèi)壁上至少一個平板蒸發(fā)器，該平板蒸發(fā)器的一端與原料進口相連接，另一端與設(shè)置在容器底部的提余液出口相連接。采用本發(fā)明的平板蒸發(fā)吸收器，處理相同的原料，在相同的工藝條件下，其產(chǎn)量可比傳統(tǒng)的設(shè)備提高5～200倍，具有顯著的經(jīng)濟效益。
文檔編號B01D3/00GK1488417SQ03150470
公開日2004年4月14日 申請日期2003年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月21日
發(fā)明者徐志剛, 陳江, 陳青如, 朱希濤, 朱學(xué)棟, 吳勇強 申請人:上海氯堿化工股份有限公司, 華東理工大學(xué)