特許 7539522 半導体洗浄工程に使用される高純度イソプロピルアルコールの精製方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-15

(45)【発行日】2024-08-23

(54)【発明の名称】半導体洗浄工程に使用される高純度イソプロピルアルコールの精製方法

(51)【国際特許分類】

   C07C 29/80 20060101AFI20240816BHJP

   C07C 31/10 20060101ALI20240816BHJP

   H01L 21/304 20060101ALN20240816BHJP

【ＦＩ】

C07C29/80

C07C31/10

H01L21/304 647A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023078219

(22)【出願日】2023-05-10

(65)【公開番号】P2023167013

(43)【公開日】2023-11-22

【審査請求日】2023-05-16

(31)【優先権主張番号】10-2022-0057278

(32)【優先日】2022-05-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】522379462

【氏名又は名称】載元産業株式會社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シム ソン ウォン

(72)【発明者】

【氏名】ソン ピョン キ

(72)【発明者】

【氏名】イム ヨン

(72)【発明者】

【氏名】チェ ファン

(72)【発明者】

【氏名】シン ヨン ソ

(72)【発明者】

【氏名】キム ミン ヨン

(72)【発明者】

【氏名】チェ テ キ

【審査官】岩田 行剛

(56)【参考文献】

【文献】特表平１１－５０６４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２００４－００８５７１０（ＫＲ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５２８２８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０７Ｃ ２９／８０

Ｃ０７Ｃ ３１／１０

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸着工程によってイソプロピルアルコール中に存在するジアセトンアルコールを０．０１ｐｐｔ未満に除去した後、一次蒸留工程によって生成されたジアセトンアルコールを二次蒸留工程によって０．０１ｐｐｔ未満に除去する段階を含め、ホウ酸トリイソプロピルおよび金属不純物の含量は、半導体洗浄工程において要求される水準に下げる、イソプロピルアルコールの精製方法であって、
前記一次蒸留工程は、イソプロピルアルコールより沸点が低い不純物を除去する蒸留工程であり、前記二次蒸留工程は、前記一次蒸留工程の下部ストリームを蒸留して、イソプロピルアルコールより沸点が高い前記ジアセトンアルコール、トリイソプロピルホウ素化合物および金属不純物を下部ストリームで除去し、上部で精製されたイソプロピルアルコールを得る蒸留工程であり、
前記二次蒸留工程後の精製されたイソプロピルアルコールの純度は９９．９９９ｗｔ％以上であり、水分は１０ｐｐｍ以下、ホウ酸トリイソプロピルは５０ｐｐｔ以下、各金属は２０ｐｐｔ以下であることを特徴とする、
イソプロピルアルコールの精製方法。

【請求項2】

前記吸着工程によってイソプロピルアルコール中の水分含量を１０ｐｐｍ以下に下げることを特徴とする、請求項１に記載のイソプロピルアルコールの精製方法。

【請求項3】

前記蒸留工程の間、酸素流入を抑制するために窒素をパージすることを特徴とする、請求項１に記載のイソプロピルアルコールの精製方法。

【請求項4】

前記吸着工程は、前記イソプロピルアルコールをモレキュラーシーブ３Ａまたは４Ａに通過させた後、連続してモレキュラーシーブ１０Ｘまたは１３Ｘに通過させる段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載のイソプロピルアルコールの精製方法。

【請求項5】

前記吸着工程の前に、前記モレキュラーシーブがｐＨ６．５～７．５を維持するように水分１０ｐｐｍ以下のイソプロピルアルコールで洗浄する段階をさらに含む、請求項４に記載のイソプロピルアルコールの精製方法。

【請求項6】

前記一次および二次蒸留工程の間、蒸留温度を８２℃以下に維持し、前記二次蒸留工程のとき、還流比は１．５以上を維持することを特徴とする、請求項１に記載のイソプロピルアルコールの精製方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、イソプロピルアルコールの精製方法に関し、より詳細には、半導体洗浄工程に使用される高純度のイソプロピルアルコールを精製する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

イソプロピルアルコール（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ、以下、「ＩＰＡ」）は、たとえば、半導体やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）製造のような電子産業における洗浄剤などの用途を含み、様々な用途に使用されている。

【0003】

半導体洗浄工程において、ウエハ（ｗａｆｅｒ）をパターニングした後、従来は水で洗浄したが、水による洗浄時にパターンが崩れる問題点が発生した。したがって、このような問題点を解決するために水対比表面張力が低く、溶解性と揮発性に優れたＩＰＡを使用することになった。

【0004】

半導体洗浄工程に使用されるＩＰＡの場合、水分および不純物に対するスペックが非常に厳格である。

【0005】

半導体洗浄工程に使用されるＩＰＡは、９９．９９９％以上の純度（５Ｎ）を維持しなければならないが、水分は１０ｐｐｍ以下、金属不純物は２０ｐｐｔ以下、ホウ酸トリイソプロピル（以下、ホウ素化合物と称する）は５０ｐｐｔ以下、ジアセトンアルコール（Ｄｉａｃｅｔｏｎｅ ａｌｃｏｈｏｌ）は完全に除去されなければならない。

【0006】

原料である工業用ＩＰＡには、水分および不純物が半導体洗浄工程において要求されるスペックを超過して含まれているため、これを９９．９９９％（５Ｎ）以上の純度を維持するように精製する工程が必要である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】大韓民国登録特許第１０‐１６６２８９５（２０１５．０３．０２公開）

【文献】大韓民国登録特許第１０‐１５８２００１（２０１４．０１．０９公開）

【文献】大韓民国登録特許第１０‐１２０６２１４（２０１０．０７．２６公開）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、工業用イソプロピルアルコールを吸着工程および蒸留工程などを導入して精製することによって、ジアセトンアルコールが完全に除去され、水分、ホウ酸トリイソプロピルおよびメタル含量が半導体級の規格に符合する高純度のイソプロピルアルコールの精製方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するための本発明は、原料である工業用イソプロピルアルコール（以下、ＩＰＡとも称する）を吸着工程および蒸留工程を用いて精製する方法を提供することであり、本発明の一実施例によれば、上記精製方法は、吸着工程によってイソプロピルアルコール中に存在するジアセトンアルコール（以下、ＤＡＡとも称する）を除去した後、蒸留工程によってジアセトンアルコール、トリイソプロピルホウ素化合物（以下、ホウ素化合物とも称する）および金属不純物を下部ストリームで除去する段階を含む。

【0010】

上記吸着工程は、上記イソプロピルアルコールをモレキュラーシーブ３Ａまたは４Ａに通過させた後、モレキュラーシーブ１０Ｘまたは１３Ｘに連続的に通過させる段階を含み、上記蒸留工程は、イソプロピルアルコールより沸点が低い不純物を除去する一次蒸留工程および上記一次蒸留工程の下部ストリームを蒸留して、イソプロピルアルコールより沸点が高いＤＡＡ、ホウ素化合物および金属不純物を下部ストリームで除去し、上部で精製されたイソプロピルアルコールを得る二次蒸留工程を含む。

【0011】

上記モレキュラーシーブは、使用の前に水分が１０ｐｐｍ以下に含まれたＩＰＡによって十分に洗浄することが好ましく、上記蒸留工程の間、酸素流入を抑制するために窒素をパージすることが好ましい。

【0012】

上記一次および二次蒸留工程のとき、温度は８２℃以下を維持し、上記二次蒸留工程のとき、還流比は１．５以上を維持することが好ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、水分、金属およびホウ素化合物の含量が半導体洗浄工程において要求される規格を満足し、ジアセトンアルコールが存在しない高純度の半導体級イソプロピルアルコールを製造することができる。

【0014】

したがって、生産後の貯蔵タンク、顧客へ移送中の移送タンクローリー、顧客が使用するための貯蔵タンクおよび配管でメタルが溶出されることを防止することができ、半導体洗浄ラインまで高純度のイソプロピルアルコールを供給することができるため、半導体工程の不良率を下げて半導体の生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施例によるイソプロピルアルコールの精製工程を説明するための図である。

【図2】本発明の一実施例によって精製されたイソプロピルアルコールの成分を分析したガスクロマトグラムある。

【発明を実施するための形態】

【0016】

特別な定義がない限り、本明細書のすべての用語は、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する技術者が理解する当該用語の一般的な意味と同様であり、仮に本明細書に使用された用語の意味と衝突する場合には、本明細書に使用された定義に従う。明細書全体において、ある部分が、ある構成要素を「含む」としたとき、これは特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。

【0017】

本明細書に使用された用語「半導体級」とは、半導体洗浄工程において要求される程度の純度や特性を維持することを意味し、「除去」は、特定の物質の含量を下げることを意味し、「完全に除去」とは、特定の物質が存在しない状態を意味する。

【0018】

また、本発明に使用された用語「高純度」とは、純度９９．９９９％、すなわち５Ｎ以上を意味する。

【0019】

本発明の構成要素を説明するにあたって、第一、第二、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用することができる。これらの用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語によって当該構成要素の本質や順番、または順序などが限定されない。

【0020】

本発明を説明することにあたって、関連された公知構成または機能に対する具体的な説明が、本発明の要旨を濁しかねないと判断される場合には、その詳細な説明は省略する。

【0021】

以下、本発明の実施例を、添付の図を参照して詳細に説明する。

【0022】

図１は、本発明の一実施例による半導体洗浄工程に使用可能な高純度イソプロピルアルコールの精製方法を説明するための図である。

【0023】

図１を参照すると、本発明の一実施例によるイソプロピルアルコールの精製方法は、吸着工程に使用されるモレキュラーシーブ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｉｅｖｅｓ）をＩＰＡによって洗浄する段階（Ｓ１１０）、洗浄されたモレキュラーシーブ３Ａまたは４Ａに原料である工業用ＩＰＡを通過させ、水分およびジアセトンアルコールを除去する一次吸着段階（Ｓ１２０）、モレキュラーシーブ１０Ｘまたは１３ＸにＩＰＡを通過させ、ジアセトンアルコールを完全に除去する二次吸着段階（Ｓ１３０）、蒸留してＩＰＡより沸点が低い不純物を除去し、下部ストリームを得る一次蒸留工程段階（Ｓ１４０）および上記下部ストリームの供給を受けて蒸留して、ＩＰＡより高沸点である不純物を下部で除去し、上部で精製されたＩＰＡを得る二次蒸留工程段階（Ｓ１５０）を含む。

【0024】

先ず、洗浄段階（Ｓ１１０）について説明する。

【0025】

本発明によれば、吸着工程によって原料であるＩＰＡ中に存在する水分の含量を半導体級水準に下げてＤＡＡ（ジアセトンアルコール）を完全に除去することができれば、その具体的な手段によって、本発明の権利範囲が限定されないが、本発明の一実施例の吸着工程は、モレキュラーシーブを用いる。

【0026】

モレキュラーシーブは、製造の特性上、塩基性物質が残存することがある。このような残存塩基性物質は、その後、精製工程においてＩＰＡが酸化されて形成されたアセトンをアルドール反応によってＤＡＡに変換させることができる。したがって、精製工程の間、ＤＡＡの生成を最小化するためにモレキュラーシーブに残存する塩基性物質を除去することが好ましいため、使用の前にモレキュラーシーブを十分に洗浄することが好ましい。

【0027】

洗浄のときに使用されるＩＰＡは、水分が１０ｐｐｍ以下に含まれたものを使用することが好ましく、モレキュラーシーブがｐＨ６．５～７．５が維持できるように、十分に洗浄することが好ましい。

【0028】

洗浄されたモレキュラーシーブに原料である工業用ＩＰＡを通過させ、水分およびＤＡＡを除去する（Ｓ１２０）。一般的に原料である工業用ＩＰＡには数十～数百ｐｐｍの水分が存在し、数十ｐｐｔのＤＡＡが存在する。

【0029】

したがって、原料であるＩＰＡをモレキュラーシーブ３Ａまたは４Ａに通過させ、一次吸着工程によって水分を１０ｐｐｍ以下に減少させることができる。

【0030】

一次吸着工程によって水分は半導体級に下げることができるが、ＤＡＡが完全に除去されることはない。したがって、ＤＡＡを完全に除去するために一次吸着工程後、ＩＰＡをモレキュラーシーブ１０Ｘまたは１３Ｘに連続的に通過させる必要がある。

【0031】

半導体工程に使用されるＩＰＡは、不純物である金属（Ｍｅｔａｌ）に対するスペックが非常に厳しく、すべての項目がｐｐｔ単位で制御されている。半導体洗浄工程に使用されるＩＰＡに許容可能金属の含有量は、各金属ごとに５０ｐｐｔ以下、好ましくは２０ｐｐｔ以下であることが要求される。

【0032】

一般的に金属は、沸点が非常に高いため、蒸留工程の下部ストリームで除去可能であるが、極少量のＤＡＡでも残存する場合、ステンレススチールで構成されている蒸留タワー、配管、貯蔵タンクなどからメタルを溶出させる問題点をもたらす。ＤＡＡは金属、特にＦｅとキレートを形成するため、金属の溶出を加速化させる問題点がある。

【0033】

したがって、原料であるＩＰＡ中に存在するＤＡＡを完全に除去するために本発明の一実施例においては、一次吸着工程を通じて水分が顕著に減少したＩＰＡをモレキュラーシーブ１０Ｘまたは１３Ｘに通過させる二次吸着工程を行う（Ｓ１３０）。

【0034】

ＩＰＡを１０Ｘまたは１３Ｘモレキュラーシーブに通過させると、２つのメカニズムによってＤＡＡが吸着除去される。第一に、モレキュラーシーブ表面に付着しているＮａ＋や、Ｋ＋と塩（ｓａｌｔ）の形態で吸着して除去され、第二に、モレキュラーシーブの気孔より分子サイズが若干小さいＤＡＡの分子が気孔に挿入／吸着して除去される。

【0035】

上記のように、一次および二次吸着工程を経たＩＰＡ中には半導体洗浄工程において許容される水準の水分が含まれており、ＤＡＡは完全に除去されて存在しなくなる。

【0036】

上述のように、半導体製造工程に金属（ｍｅｔａｌ）が流入すれば、不良の原因となるため、ＩＰＡ中に含まれた２０種余りのメタルを金属別に５０ｐｐｔ以下になるように精製する必要がある。

【0037】

半導体用ＩＰＡで管理する金属は、Ｆｅを含み、Ａｇ、Ａｌ、Ａｓ、Ａｕ、Ｂ、Ｂａ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｃｓ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｋ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒなどであり、これらのそれぞれは２０ｐｐｔ以下に含まれなければならず、特にＦｅイオンは、最も注意深く管理すべき金属の一つである。

【0038】

一般的に金属は、ＩＰＡより沸点が高いため、一般蒸留で除去することが容易である。したがって、蒸留工程によって不純物である金属を半導体級水準に下げることができる。

【0039】

一方、水分の含量を下げてＤＡＡを完全に除去するために使用するモレキュラーシーブのバインダーには、ホウ酸トリイソプロピル（以下、ホウ素化合物と称する）が含まれており、また精製工程中のガラス材質からホウ素化合物が溶出されることがある。このようなホウ素化合物も半導体の固有の特性に影響を及ぼすため、ｐｐｔ単位で管理される項目の一つである。半導体洗浄工程に使用されるＩＰＡには、ホウ素化合物が５０ｐｐｔ以下に含まれることが要求される。

【0040】

ホウ素化合物は、沸点が約１４０℃のため、蒸留工程によって除去が可能であるが、一部はイソプロピルアルコールと共沸蒸留を行うため、完全に除去することは困難である。したがって、金属およびホウ素化合物を除去するために蒸留工程を行うものの、ホウ素化合物の含量を下げるために蒸留工程を２回実施することが好ましい。

【0041】

蒸留工程段階は、一次蒸留工程段階（Ｓ１４０）および二次蒸留工程段階（Ｓ１５０）を含むことができる。

【0042】

このような蒸留工程は、高温で行うため、蒸留タワーに供給されるＩＰＡが酸素と熱に露出されて反応式１のように、アセトンが生成されてアセトンが酸または塩基性触媒下でＤＡＡに変換され得る問題点がある。

【0043】

＜反応式１＞

【0044】

【化1】

【0045】

したがって、精製工程中にＩＰＡが酸化されることを防止するためにタワー内部および付属運転装置に窒素を十分に供給し、蒸留工程を行う。すなわち、蒸留工程の過程において窒素を十分にパージして、酸素流入を最大限に防止するのが好ましい。

【0046】

一次蒸留工程は、ＩＰＡより沸点が低い不純物を除去する工程であり、二次蒸留工程は、ＩＰＡより沸点が高い不純物を除去する工程である。

【0047】

窒素をパージし、蒸留工程を行っても蒸留工程の過程においてＤＡＡが追加的に生成されることもある。微量のＤＡＡでも残存すれば、問題になることがあるため、蒸留タワーの温度を適切に調節して、ＤＡＡを完全に除去することが必要である。

【0048】

蒸留工程の段階における蒸留温度および還流回数によってＤＡＡの残存量が影響を受ける。一次蒸留工程において蒸留タワーの内部温度を８２℃以下、好ましくは７８～８２℃に維持すれば、ＤＡＡが生成されず、二次蒸留工程において蒸留タワー内部温度を８２℃以下、好ましくは７８～８２℃に維持し、二次蒸留タワーでの還流回数を１．５以上、好ましくは１．５～２以上を維持すれば、ＤＡＡが完全に除去されたＩＰＡが得られる。

【0049】

一次蒸留タワーの温度が８２℃を超えると、微量のＤＡＡが生成されることがあるが、微量の生成されたＤＡＡの沸点は１６６℃であり、ＩＰＡより高いため、二次蒸留タワーの下部ストリームで除去されるが、大部分は濃縮運転をするため、下部にＤＡＡが濃縮されて上部ストリームに上がることができる。

【0050】

したがって、一次蒸留タワーの下部ストリームから二次蒸留タワーに供給されるＩＰＡには、ＤＡＡが０．５ｐｐｔ以下に含まれるように、一次蒸留タワーの温度を８２℃以下に維持することが好ましい。

【0051】

二次蒸留タワーに供給されたＩＰＡには、極少量のＤＡＡ、ホウ素化合物および金属化合物が含まれている。したがって、ＤＡＡを完全に除去し、ホウ素化合物を５０ｐｐｔ以下に下げるため、蒸留タワーの内部温度を８２℃以下、好ましくは７８～８２℃に維持し、還流回数は１．５以上、好ましくは１．５～２以上を維持する。

【0052】

二次蒸留工程によって下部ストリームでＤＡＡ、ホウ素化合物および金属化合物などのような不純物を除去することができ、ＤＡＡは完全に除去することができ、上部ストリームで高純度のＩＰＡを得ることができる。

【0053】

したがって、吸着および蒸留工程によって水分１０ｐｐｍ以下、ホウ酸トリイソプロピル５０ｐｐｔ以下、各金属が２０ｐｐｔ以下に含まれ、ジアセトンアルコールが存在しない純度９９．９９９ｗｔ％以上の半導体級精製ＩＰＡを得ることができる。

【0054】

以下、本発明の具体的な実施例を説明する。下記実施例は、本発明を説明するための例に過ぎないものであり、本発明の権利範囲がこれらの実施例に限定されるものではない。

【0055】

［実施例１］
モレキュラーシーブ３Ａおよび１３Ｘを水分が１０ｐｐｍ以下のＩＰＡによってモレキュラーシーブ体積比で５０倍洗浄する。水分が１２０ｐｐｍ、ジアセトンアルコール１８ｐｐｔ、ホウ素化合物が１００ｐｐｔ含まれた工業用ＩＰＡを洗浄したモレキュラーシーブ３Ａおよび１３Ｘに連続的に通過させる。

【0056】

その後、一次蒸留タワーのリボイラー温度を７８℃に維持しながら、上部ストリームで投入量対比５ｗｔ％を除去し、下部ストリームを二次蒸留タワーに供給する。

【0057】

二次蒸留タワーのリボイラーも７８℃を維持しながら、還流比を１．５～２に維持し、下部ストリームでジアセトンアルコール、ホウ素化合物、金属などの沸点が高い物質を除去し、上部ストリームで高純度の半導体級ＩＰＡを得る。

【0058】

［実施例２］
一次蒸留タワーと二次蒸留タワーのリボイラー温度をそれぞれ８０℃に維持したことを除いては、上記実施例１と同様の方法によって精製した。

【0059】

［実施例３］
一次蒸留タワーと二次蒸留タワーのリボイラー温度をそれぞれ８２℃に維持したことを除いては、上記実施例１と同様の方法によって精製した。

【0060】

［比較例１］～［比較例６］
一次蒸留タワーと二次蒸留タワーのリボイラー温度および還流比を下記表１のような条件下で行ったことを除いては、上記実施例１と同様の方法によって精製した。

【0061】

［比較例７］
原料であるＩＰＡを洗浄せずに使用したことを除いては、上記実施例１と同様の方法によって精製した。

【0062】

［比較例８］および［比較例９］
一次蒸留工程の温度を下記表１のように維持したことを除いては、上記比較例７と同様の方法によって精製した。

【0063】

［比較例１０］
原料であるＩＰＡをモレキュラーシーブ３Ａだけに通過させた後、蒸留工程に投入したことを除いては、上記実施例３と同様の方法によって精製した。

【0064】

［比較例１１］
還流比を２．５～３に維持したことを除いては、上記比較例１０と同様の方法によって精製した。

【0065】

上記実施例１～３および比較例１～１１の精製工程に使用された原料および各工程段階の遂行後にＩＰＡに含まれた水分、ジアセトンアルコール（ＤＡＡ）およびホウ素化合物の含量を測定した結果は、下記表１の通りである。下記表１において、水分含量の単位はｐｐｍ、ＤＡＡおよびホウ素化合物の含量の単位はｐｐｔである。

【0066】

【表1】

【0067】

M/S: Molecular Sieves、N/D: Not detected

【0068】

上記表１で分かるように、本発明の実施例１～３によれば、水分が１０ｐｐｍ以下、ホウ素化合物が５０ｐｐｍ以下に含まれ、ジアセトンアルコールが完全に除去された高純度のＩＰＡを得ることができる。

【0069】

実施例１～３、比較例１～９のように、モレキュラーシーブ３Ａと１３Ｘを連続的に使用すれば、水分を１０ｐｐｍ以下に下げることができ、ＤＡＡが完全に除去されるが、比較例１０および比較例１１によれば、吸着工程においてＤＡＡが完全に除去されないことを確認することができる。

【0070】

実施例３の場合、一次蒸留タワーの下部ストリームには、ジアセトンアルコールが０．５ｐｐｔ含まれたことから、蒸留工程においてＤＡＡが追加生成され得ることを確認することができる。しかし、追加生成されたＤＡＡは、二次蒸留工程において下部ストリームで除去されるため、二次蒸留タワーの上部ストリームでＤＡＡが観察されない。

【0071】

実施例１～３と比較例１および２を見ると、一次蒸留タワーの温度によって下部ストリーム中に含まれたＤＡＡの量が変わることを確認することができる。特に、実施例３と比較例１および２を比較してみると、一次蒸留タワーの下部ストリームに含まれたＤＡＡが０．５ｐｐｔ以下の場合は、二次蒸留工程によってＤＡＡが完全に除去されるが（実施例３）、０．９ｐｐｔ以上のＤＡＡが含まれた下部ストリームの場合には、二次蒸留を行なってもＤＡＡが完全に除去されないことが分かる。したがって、一次蒸留工程の段階においてＤＡＡが０．５ｐｐｔ以下に含まれ得るように一次蒸留タワーの温度条件を設定することが重要であることが分かる。

【0072】

また、比較例３は、一次蒸留タワーの下部ストリームにＤＡＡが０．５ｐｐｔ含まれているが、二次蒸留タワーの上部ストリームに依然として０．０１ｐｐｔのＤＡＡが存在することから、二次蒸留タワーでの還流比がＤＡＡの残存量に影響を及ぼすことが分かる。すなわち、二次蒸留タワーの還流比が１であれば、ＤＡＡが完全に除去されないことが分かる。なお、この場合は、ホウ素化合物の量も５１ｐｐｔとして半導体級で要求される許容数値である５０ｐｐｔを超過することを確認することができる。

【0073】

比較例４～６は、一次および二次蒸留タワーの温度が８２℃以上であり、二次蒸留タワーの還流比が１以下の場合であり、二次蒸留タワーの上部ストリーム中にＤＡＡが存在し、ホウ素化合物も５０ｐｐｔ以上存在することを確認することができる。

【0074】

比較例７と比較例８は、吸着工程に使用されるモレキュラーシーブを洗浄しないことを除いては、それぞれ実施例１および実施例３と同様の条件で精製したにもかかわらず、一次蒸留タワーの下部ストリーム中にジアセトンアルコールがそれぞれ１．２ｐｐｔ、６．９ｐｐｔ存在し、二次蒸留工程後の上部ストリームに依然としてジアセトンアルコールがそれぞれ０．４ｐｐｔ、１．８ｐｐｔ存在することが分かる。したがって、ＤＡＡを完全に除去するためには、吸着工程に使用されるモレキュラーシーブをＩＰＡによって必ず洗浄した後に使用することが必要であることが分かる。

【0075】

比較例９は、洗浄しないモレキュラーシーブを使用し、蒸留工程の温度が８５℃のため、二次蒸留タワーの上部ストリームにＤＡＡが残存する。

【0076】

比較例１０は、原料であるＩＰＡをモレキュラーシーブ３Ａだけに通過させた後、蒸留工程に投入したということを除いては、実施例３と同様の方法によって精製したが、蒸留工程の上部ストリームには依然としてＤＡＡが２．１ｐｐｔ存在し、比較例１１を通じて還流比を高めても吸着工程においてＤＡＡが完全に除去されなければ、二次蒸留タワーの上部ストリームに依然としてＤＡＡが残存できることが分かる。したがって、吸着工程の段階においてＤＡＡを完全に除去した後、蒸留工程に投入する必要がある。

【0077】

上記実施例１～３、比較例１～６、比較例１０および１１によって得られた精製ＩＰＡに含まれた金属の含量を分析（ＩＣＰ－ＭＳ分析）した結果は、下記表２および表３の通りである。下記表２および表３において、各金属の含量単位はｐｐｔである。

【0078】

【表2】

【0079】

【表3】

【0080】

上記表２および表３で確認できるように、本発明の実施例１～３によって得られた精製ＩＰＡだけでなく、比較例１～６、比較例１０および比較例１１によって得られた精製ＩＰＡにも各金属が２０ｐｐｍ以下に含まれていることが分かる。

【0081】

したがって、本発明の実施例によって精製されたＩＰＡに含まれた金属の含有量は、半導体規格に符合する。

【0082】

また、本発明の実施例１によって二次蒸留タワーの上部ストリームで得た高純度精製ＩＰＡの成分を分析した結果は、図２の通りである。

【0083】

図２は、本発明の上記実施例１によって精製されたイソプロピルアルコールの成分を分析したＧＣチャートであり、成分分析結果は、下記表４の通りである。

【0084】

【表4】

【0085】

上記表４および図２を通じて分かるように、本発明の精製方法に従う場合、９９．９９９％以上（５Ｎ以上）の純度を有するＩＰＡが得られることが分かる。すなわち、本発明の精製方法によれば、水分、ホウ素化合物およびメタル含有量が半導体級で要求される水準を満足させながら、ＤＡＡが存在しない純度５Ｎ以上の高純度ＩＰＡが得られる。

【0086】

以上の説明は、本発明を例示的に説明したものに過ぎず、本発明に属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な変形が可能であろう。したがって、本明細書に開示されている実施例は、本発明を限定するものではなく、説明するためのものであり、そのような実施例によって本発明の思想と範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は、以下の特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等の範囲内のすべての技術は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

【0087】

本開示に係る態様は以下の態様も含む。
＜Ａ－１＞
ジアセトンアルコール、ホウ酸トリイソプロピル、金属不純物、および水分を含む不純物を含む工業用イソプロピルアルコールからイソプロピルアルコールを精製する方法であって、
前記工業用イソプロピルアルコール中に存在するジアセトンアルコールを吸着工程によって除去すること、
ジアセトンアルコールの前記除去の後に、蒸留工程を行うことにより、前記工業用イソプロピルアルコール中のホウ酸トリイソプロピル及び金属のレベルを減少させること、および
前記蒸留工程の間に生成したジアセトンアルコールを除去して、９９．９９９ｗｔ％以上の純度を有する精製されたイソプロピルアルコールを得ること、
を含む。前記方法。
＜Ａ－２＞
前記吸着工程によって、前記精製されたイソプロピルアルコール中の水分含有量は１０ｐｐｍ以下である、＜Ａ－１＞に記載の方法。
＜Ａ－３＞
前記蒸留工程の間、酸素流入を抑制するために窒素をパージする、＜Ａ－１＞または＜Ａ－２＞に記載の方法。
＜Ａ－４＞
前記吸着工程は、前記工業用イソプロピルアルコールを第１のモレキュラーシーブ３Ａ又は４Ａに通過させた後、連続して第２のモレキュラーシーブ１０Ｘまたは１３Ｘに通過させることを含む、＜Ａ－１＞～＜Ａ－３＞のいずれか１つに記載の方法。
＜Ａ－５＞
前記吸着工程の前に、前記第１のモレキュラーシーブおよび前記第２のモレキュラーシーブを、ｐＨ６．５～７．５を維持するように水分１０ｐｐｍ以下のイソプロピルアルコールで洗浄することをさらに含む、＜Ａ－４＞に記載の方法。
＜Ａ－６＞
前記蒸留工程は、
イソプロピルアルコールの沸点よりも低い沸点を有する第１の不純物を除去する一次蒸留工程、および
前記一次蒸留工程の下部ストリームを蒸留して、イソプロピルアルコールの沸点より高い沸点を有する前記ジアセトンアルコール、ホウ酸トリイソプロピル、および金属不純物を下部ストリームで除去し、蒸留タワーの上部で精製されたイソプロピルアルコールを得る二次蒸留工程、
を含む、＜Ａ－１＞～＜Ａ－５＞のいずれか１つに記載の方法。
＜Ａ－７＞
前記一次および二次蒸留工程の間、蒸留温度を８２℃以下に維持し、前記二次蒸留工程の際の還流比を１．５以上に維持する、＜Ａ－６＞に記載の方法。
＜Ａ－８＞
前記精製されたイソプロピルアルコールにおいて、水分は１０ｐｐｍ以下、ホウ酸トリイソプロピルは５０ｐｐｔ以下、金属不純物の各金属は２０ｐｐｔ以下である、＜Ａ－１＞～＜Ａ－７＞のいずれか１つに記載の方法。
また、本開示に係る態様は以下の態様も含む。
＜１＞
吸着工程によってイソプロピルアルコール中に存在するジアセトンアルコールを完全に除去した後、蒸留工程によって生成されたジアセトンアルコールを完全に除去する段階を含め、ホウ酸トリイソプロピルおよび金属不純物の含量は、半導体洗浄工程において要求される水準に下げることを特徴とする、イソプロピルアルコールの精製方法。
＜２＞
前記吸着工程によってイソプロピルアルコール中の水分含量を１０ｐｐｍ以下に下げることを特徴とする、＜１＞に記載のイソプロピルアルコールの精製方法。
＜３＞
前記蒸留工程の間、酸素流入を抑制するために窒素をパージすることを特徴とする、＜１＞に記載のイソプロピルアルコールの精製方法。
＜４＞
前記吸着工程は、前記イソプロピルアルコールをモレキュラーシーブ３Ａまたは４Ａに通過させた後、連続してモレキュラーシーブ１０Ｘまたは１３Ｘに通過させる段階を含むことを特徴とする、＜１＞に記載のイソプロピルアルコールの精製方法。
＜５＞
前記吸着工程の前に、前記モレキュラーシーブがｐＨ６．５～７．５を維持するように水分１０ｐｐｍ以下のイソプロピルアルコールで洗浄する段階をさらに含む、＜４＞に記載のイソプロピルアルコールの精製方法。
＜６＞
前記蒸留工程は、イソプロピルアルコールより沸点が低い不純物を除去する一次蒸留工程および前記一次蒸留工程の下部ストリームを蒸留して、イソプロピルアルコールより沸点が高い前記ジアセトンアルコール、トリイソプロピルホウ素化合物および金属不純物を下部ストリームで除去し、上部で精製されたイソプロピルアルコールを得る二次蒸留工程を含む、＜１＞に記載のイソプロピルアルコールの精製方法。
＜７＞
前記一次および二次蒸留工程の間、蒸留温度を８２℃以下に維持し、前記二次蒸留工程のとき、還流比は１．５以上を維持することを特徴とする、＜６＞に記載のイソプロピルアルコールの精製方法。
＜８＞
蒸留工程によって精製されたイソプロピルアルコールの純度は９９．９９９ｗｔ％以上であり、水分は１０ｐｐｍ以下、ホウ酸トリイソプロピルは５０ｐｐｔ以下、各金属は２０ｐｐｔ以下であることを特徴とする、＜１＞に記載のイソプロピルアルコールの精製方法。

【図1】

【図2】