KR100738543B1 - 반도체용 고순도 일산화질소 정제장치와 이를 이용한정제방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체용 고순도 일산화질소 정제장치에 관한것으로 상세하게는 일산화질소의 불순물을 제거하여 고순도의 일산화질소를 정제하는 장치에 있어서, 일산화질소(NO)에 포함된 수분과 이산화 탄소를 제거하도록 직렬로 다수개 연결되는 제습장치와; 상기 제습장치를 통과한 일산화질소를 영하의 온도로 냉각시켜 불순물을 기체상태와 액체상태로 각각 분리하는 기화 및 액화장치와; 상기 기화 및 액화장치에서 분리되어진 고순도 일산화질소를 저장하는 저장탱크와; 상기 기화 및 액화장치에서 분리되어진 기체 불순물을 스크러버로 배출하는 배출펌프와; 상기 기화 및 액화장치에서 분리되어진 액체 불순물을 스크러버로 배출하는 배출구와; 상기 기체 및 액체 불순물을 정화시키는 스크러버;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체용 고순도 일산화질소 정제장치에 관한 것이다.
일산화질소, 고순도, 정제, 반도체, 비점
Description
도 1은 본 발명에 따른 반도체용 고순도 일산화질소 정제장치의 전체 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 반도체용 고순도 일산화질소 정제장치의 기화 및 액화장치의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 반도체용 고순도 일산화질소 정제장치를 이용한 방법을 나타낸 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 제습장치 20 : 기화 및 액화장치
30 : 저장탱크 40 : 배출펌프
50 : 스크러버
본 발명은 반도체용 고순도 일산화질소 정제장치에 관한것으로 상세하게는 일산화질소의 불순물을 제거하여 고순도의 일산화질소를 정제하는 장치에 있어서, 일산화질소(NO)에 포함된 수분과 이산화 탄소를 제거하도록 직렬로 다수개 연결되는 제습장치와; 상기 제습장치를 통과한 일산화질소를 영하의 온도로 냉각시켜 불순물을 기체상태와 액체상태로 각각 분리하는 기화 및 액화장치와; 상기 기화 및 액화장치에서 분리되어진 고순도 일산화질소를 저장하는 저장탱크와; 상기 기화 및 액화장치에서 분리되어진 기체 불순물을 스크러버로 배출하는 배출펌프와; 상기 기화 및 액화장치에서 분리되어진 액체 불순물을 스크러버로 배출하는 배출구와; 상기 기체 및 액체 불순물을 정화시키는 스크러버;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체용 고순도 일산화질소 정제장치에 관한 것이다.
일반적으로 일산화질소는 화학식 NO로서, 무색 기체로 녹는점 －163.7 ℃, 끓는점 －151.8 ℃이다. 액화(液化)가 잘 되지 않으며 공기보다 약간 무겁다. 공기와 접촉하면 곧 적갈색의 이산화질소가 된다. 그리고, 물에는 약간 녹는다.
질소와 산소를 고온에서 직접 작용시키거나, 구리 조각과 묽은 질산을 작용시키면 생긴다. 많은 물질과 잘 반응하고 산화되기 쉽다.
이러한 일산화질소는 반도체 제조공정에서 산화막을 증착시킬시 사용되어지는데 일산화질소에 포함되어진 소량의 불순물로 인해 반도체 웨이퍼가 불량이되거나 제대로 증착이 일어나지 않을수 있는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 일산화질소(NO)에 포함된 수분과 이산화 탄소를 제거하도록 직렬로 다수개 연결되는 제습장 치와 상기 제습장치를 통과한 일산화질소를 영하의 온도로 냉각시켜 불순물을 기체상태와 액체상태로 각각 분리하는 기화 및 액화장치와 상기 기화 및 액화장치에서 분리되어진 고순도 일산화질소를 저장하는 저장탱크와 상기 기화 및 액화장치에서 분리되어진 기체 불순물을 스크러버로 배출하는 배출펌프와 상기 기화 및 액화장치에서 분리되어진 액체 불순물을 스크러버로 배출하는 배출구와 상기 기체 및 액체 불순물을 정화시키는 스크러버로 이루어지는 반도체용 고순도 일산화질소 정제장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 아래와 같은 특징을 갖는다.
일산화질소의 불순물을 제거하여 고순도의 일산화질소를 정제하는 장치에 있어서, 일산화질소(NO)에 포함된 수분과 이산화 탄소를 제거하도록 직렬로 다수개 연결되는 제습장치와; 상기 제습장치를 통과한 일산화질소를 영하의 온도로 냉각시켜 불순물을 기체상태와 액체상태로 각각 분리하는 기화 및 액화장치와; 상기 기화 및 액화장치에서 분리되어진 고순도 일산화질소를 저장하는 저장탱크와; 상기 기화 및 액화장치에서 분리되어진 기체 불순물을 스크러버로 배출하는 배출펌프와; 상기 기화 및 액화장치에서 분리되어진 액체 불순물을 스크러버로 배출하는 배출구와; 상기 기체 및 액체 불순물을 정화시키는 스크러버;를 포함하여 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체용 고순도 일산화질소 정제장치의 전체 구성도 이고, 도 2는 본 발명에 따른 반도체용 고순도 일산화질소 정제장치의 기화 및 액화장치의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 반도체용 고순도 일산화질소 정제장치를 이용한 방법을 나타낸 구성도이다.
본 발명은 일산화질소의 불순물을 제거하여 고순도의 일산화질소를 정제하는 장치에 있어서, 일산화질소에 포함된 수분과 이산화탄소를 제거하도록 직렬로 다수개 연결되는 제습장치(10)와; 상기 제습장치(10)를 통과한 일산화질소를 영하의 온도로 냉각시켜 불순물을 기체상태와 액체상태로 각각 분리하는 기화 및 액화장치(20)와; 기 기화 및 액화장치(20)에서 분리되어진 고순도 일산화질소를 저장하는 저장탱크(30)와; 기 기화 및 액화장치(20)에서 분리되어진 기체 불순물을 스크러버(50)로 배출하는 배출펌프(40)와; 상기 기화 및 액화장치(20)에서 분리되어진 액체 불순물을 스크러버(50)로 배출하는 배출구와; 상기 기체 및 액체 불순물을 정화시키는 스크러버(50);를 포함하여 구성되어진다.
이때, 상기 기화 및 액화장치(20)는 일산화질소에 포함된 불순물을 분리하는 분리통(21)과, 상기 분리통(21)의 외부를 감싸며 분리통의 온도를 자동으로 조절하는 가스가 주입되는 온도조절통(22)과, 상기 온도조절통(22)을 상하로 이동시키는 리프팅장치(23)를 포함하여 구성되어진다.
그리고, 일산화질소의 불순물을 제거하는 제거장치를 이용한 방법에 있어서, 일산화질소가 저장된 통에서 공급되는 일산화질소를 다단으로 이루어진 제습장치(10)에 통과시켜 수분과 이산화탄소를 제거하는 제거단계와;(S10) 상기 제습장치(10)를 통과한 일산화질소가 저장된 기화 및 액화장치(20)의 온도를 영하160℃로 유지시켜 비점이 높은 기체상태로 변환된 불순물을 배출펌프(40)를 통해 스크러버(50)로 배출시키는 제 1 배출단계와;(S20) 상기 기화 및 액화장치(20)의 온도를 영하70℃이하로 유지시켜 일산화질소를 비점이상으로 온도를 상승시켜 기체상태로 변환하여 고순도 일산화질소를 저장탱크(30)로 배출시켜 일산화질소를 저장하는 일산화질소 저장단계와;(S30) 상기 기화 및 액화장치(20)에서 고순도 일산화질소를 배출한 뒤 남는 액체상태인 불순물을 배출구를 통해 스크러버(50)로 배출하는 제 2 배출단계;(S40)를 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 제 2 배출단계(S40)에서 액체상태의 불순물을 배출할때 분리통(21) 내부에 헬륨가스를 주입하여 설정된 압력상태를 형성하여 배출구를 통해 배출한다.
본 발명을 좀더 상세히 일실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.
일반적인 일산화질소는 적은양이지만 불순물을 포함하는데 이러한 불순물을 제거하여 99.95%이상의 고순도 일산화질소로 정제하기 위해 일산화질소를 수분과 이산화탄소를 다단이며, 직렬로 연결된 제습장치(10)에서 제거하고, 상기 습기와 이산화탄소가 제거된 일산화질소를 기화 및 액화장치(20)에서 영하 160℃로 내려 이 온도를 유지하게된다.
그러면, 영하 160℃이상의 비점을 갖는 물질들은 모두 액체상태가 되고, 그 이하의 비점을 갖는 물질들은 기체상태로 머물게 되는데, 이중 기체 상태의 물질을 배출펌프(40)를 통해 스크러버(50)로 배출시킨다.
그리고, 기화 및 액화장치(20)의 온도를 영하70℃ 이하로 온도를 올려 영하 70℃ 이상의 비점을 갖는 물질들은 액체상태로 기화 및 액화장치(20)의 바닥에 머물게 되어지고, 영하 70℃이하의 비점을 갖는 일산화질소(NO)만이 기체인 상태로 머물게 되어 저장탱크(30)로 배출되어 저장된다.
이때의 일산화질소는 고순도로서 불순물이 거의 없는 99.95%이상이 되어진다.
한편, 상기 기화 및 액화장치(20)에서 내부의 압력을 조절하기 위해 분리통(21)과 분리통(21)의 외부를 감싸는 온도조절통(22)을 동시에 상하로 이동시켜 조절하며, 상기 온도조절통(22)에 질소(NO)가스를 주입하여 온도를 조절하게 된다.
그리고, 상기 기화 및 액화장치(20)에서 고순도의 일산화질소가 배출되어진뒤, 바닥에 남아있는 액체상태의 물질을 배출하는데 이때는 분리통(21) 내부에 헬륨가스를 주입하여 압력을 상승시켜 액체상태의 물질을 배출구를 통해 스크러버(50)로 배출하게 된다.
이때 상기 기화 및 액화장치(20)의 액체 형태 불순물의 잔량은 30~40Psi를 유지하게 된다.
상기에서 기술된 바와같이 본 발명은, 일산화질소(NO)에 포함된 수분과 이산화 탄소를 제거하도록 직렬로 다수개 연결되는 제습장치와 상기 제습장치를 통과한 일산화질소를 영하의 온도로 냉각시켜 불순물을 기체상태와 액체상태로 각각 분리하는 기화 및 액화장치와 상기 기화 및 액화장치에서 분리되어진 고순도 일산화질소를 저장하는 저장탱크와 상기 기화 및 액화장치에서 분리되어진 기체 불순물을 스크러버로 배출하는 배출펌프와 상기 기화 및 액화장치에서 분리되어진 액체 불순물을 스크러버로 배출하는 배출구와 상기 기체 및 액체 불순물을 정화시키는 스크러버를 포함하여 이루어져 일산화질소에 포함되어진 불순물을 제거하여 고순도의 일산화질소로 정제하므로 반도체 제조공정시 불순물로인한 웨이퍼의 불량율이 적어지게 된다.
Claims (4)
- 일산화질소의 불순물을 제거하여 고순도의 일산화질소를 정제하는 장치에 있어서,일산화질소(NO)에 포함된 수분과 이산화 탄소를 제거하도록 직렬로 다수개 연결되는 제습장치(10)와;상기 제습장치(10)를 통과한 일산화질소를 영하의 온도로 냉각시켜 불순물을 기체상태와 액체상태로 각각 분리하는 기화 및 액화장치(20)와;상기 기화 및 액화장치(20)에서 분리되어진 고순도 일산화질소를 저장하는 저장탱크(30)와;상기 기화 및 액화장치(20)에서 분리되어진 기체 불순물을 스크러버(50)로 배출하는 배출펌프(40)와;상기 기화 및 액화장치(20)에서 분리되어진 액체 불순물을 스크러버(50)로 배출하는 배출구와;상기 기체 및 액체 불순물을 정화시키는 스크러버(50);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체용 고순도 일산화질소 정제장치.
- 제 1항에 있어서,상기 기화 및 액화장치(20)는 일산화질소에 포함된 불순물을 분리하는 분리통(21)과, 상기 분리통(21)의 외부를 감싸며 분리통(21)의 온도를 자동으로 조절하 는 가스가 주입되는 온도조절통(22)과, 상기 온도조절통(22)을 상하로 이동시키는 리프팅장치(23)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체용 고순도 일산화질소 정제장치.
- 일산화질소의 불순물을 제거하는 제거장치를 이용한 방법에 있어서,일산화질소가 저장된 통에서 공급되는 일산화질소를 다단으로 이루어진 제습장치(10)에 통과시켜 수분과 이산화탄소를 제거하는 제거단계와;(S10)상기 제습장치(10)를 통과한 일산화질소가 저장된 기화 및 액화장치(20)의 온도를 영하160℃로 유지시켜 비점이 높은 기체상태로 변환된 불순물을 배출펌프(40)를 통해 스크러버(50)로 배출시키는 제 1 배출단계와;(S20)상기 기화 및 액화장치(20)의 온도를 영하70℃이하로 유지시켜 일산화질소를 비점이상으로 온도를 상승시켜 기체상태로 변환하여 고순도 일산화질소를 저장탱크(30)로 배출시켜 일산화질소를 저장하는 일산화질소 저장단계와;(S30)상기 기화 및 액화장치(20)에서 고순도 일산화질소를 배출한 뒤 남는 액체상태인 불순물을 배출구를 통해 스크러버(50)로 배출하는 제 2 배출단계;(S40)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체용 고순도 일산화질소 정제장치를 이용한 정제방법.
- 제 3항에 있어서,상기 제 2 배출단계(S40)에서 액체상태의 불순물을 배출할때 분리통(21) 내 부에 헬륨가스를 주입하여 설정된 압력상태를 형성하여 배출구를 통해 배출하는 것을 특징으로 하는 반도체용 고순도 일산화질소 정제장치를 이용한 정제방법.
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