KR101518215B1 - 사용 후 잔류 ＴＭＩｎ 회수 및 정제 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 TMIn(trimethyl indium)이 충진된 캐니스터를 사용 후 각각의 캐니스터 내에 잔존하는 TMIn을 회수 및 정제하여 다시 새로운 캐니스터로서 재활용할 수 있도록 하기 위한 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, LED와 같은 반도체 제조공정시 많이 이용되는 기상증착법에서 원료로서 사용되는 TMIn이 모두 사용되지 못하고 사용 후 캐니스터(canister) 내에 일부가 잔류함으로 인해 원료의 낭비로 인한 제조비용 증가에 더하여, 미처 사용되지 못하고 버려지는 원료물질로 인해 환경오염의 문제도 있었던 종래의 LED 제조공정의 문제점을 해결하기 위해, 사용 후 각각의 캐니스터 내에 잔류하는 TMIn 원료를 회수하여 다시 하나의 새로운 캐니스터에 모아서 재활용할 수 있도록 하는 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템이 제공된다.

Description

사용 후 잔류 ＴＭＩｎ 회수 및 정제 시스템{Recovery and purification system of used residual trimethyl indium}
본 발명은 LED와 같은 반도체 제조공정시 많이 이용되는 기상증착법에 있어서, 원료로서 사용되는 TMIn(trimethyl indium)이 모두 사용되지 못하고 사용 후 캐니스터(canister) 내에 일부가 잔류하는 문제를 해결하기 위한 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템에 관한 것이다.
즉, 더 상세하게는, 본 발명은, TMIn이 충진된 캐니스터를 사용 후 각각의 캐니스터 내에 잔존하는 TMIn을 회수 및 정제하여 다시 새로운 캐니스터로서 재활용할 수 있도록 하기 위한 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템에 관한 것이다.
종래, LED와 같은 반도체 제조공정에 있어서는, 예를 들면, MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)나 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등과 같은 기상증착법(Chemical Vapor Deposition ; CVD)이 많이 사용되고 있다.
여기서, 상기한 바와 같은 TMIn 및 종래의 기상증착법을 이용한 LED 제조방법의 예로서는, 예를 들면, 한국 공개특허공보 제10-2012-0137171호(2012.12.20.)에 제시된 바와 같은 "발광 소자 및 그 제조방법"이 있다.
더 상세하게는, 상기한 공개특허 제10-2012-0137171호의 발광 소자 및 그 제조방법은, LED 발광소자에 있어서 결정성 및 신뢰성을 향상하는 동시에, 발광효율을 향상시킬 수 있는 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이를 위해, 상기한 공개특허 제10-2012-0137171호에 따르면, 제 1 도전형 반도체층, 상기 제 1 도전형 반도체층 상에 형성되는 활성층, 상기 활성층 상에 복수의 제 1 층 및 복수의 제 2 층이 교대로 반복 적층되는 전자 차단층 및 상기 전자 차단층 상에 형성되는 제 2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 복수의 제 1 층과 상기 복수의 제 2 층 사이의 계면에 트리메틸 인듐(TMIn) 처리되는 발광 소자가 제공된다.
또한, 상기한 바와 같은 종래기술의 다른 예로서는, 예를 들면, 미국 특허출원 US 12/712,314호(2010.02.25.)에 제시된 바와 같은 "CVD-지멘스 반응기 공정 수소 재활용 시스템"이 있다.
더 상세하게는, 상기한 미국 특허출원 US 12/712,314호는, 일반적으로, 지멘스 반응기로부터의 수소 흐름은 균질한 반응 먼지(reaction dust), 미전화된 반응 가스, 부산물과 관련된 가스 및 다른 불순물을 포함하므로, 수소 흐름을 직접 다시 순환시킬(re-circulated) 경우 수소 흐름이 다결정 실리콘 로드를 오염시킬 수 있어 공정에 재사용될 수 없는 문제를 해결하기 위해, 화학 기상 증착(CVD) 지멘스 공정 중 수소를 회수(recovery) 및 재활용(recycle) 하는 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
아울러, 상기한 바와 같은 종래기술의 또 다른 예로서는, 예를 들면, 국제 공개특허공보 WO 2002/17369호(2002.02.28.)에 제시된 바와 같은 "3족 질화물 반도체 결정 제조 방법, 갈륨나이트라이드-기재 화합물 반도체 제조 방법, 갈륨나이트라이드-기재 화합물 반도체, 갈륨나이트라이드-기재 화합물 반도체 발광 소자, 및 반도체발광 소자를 이용한 광원"이 있다.
더 상세하게는, 상기한 국제특허 WO 2002/17369호는, 제조 조건이 최적화되어야 하는 저온의 버퍼층을 이용하는 기존 방법 대신에, 고품질의 3족의 질화물 반도체 결정을 형성할 수 있는 3족의 질화물 반도체 결정의 단순화된 제조방법 및 그러한 단순화된 방법에 의해 고품질의 3족의 질화물 반도체 결정이 사파이어 기판상에 에피텍셜 성장될 수 있도록 하는 3족의 질화물 반도체 결정 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
이를 위해, 상기한 국제특허 WO 2002/17369호에 따르면, 질소 소스를 포함하지만 금속 물질은 포함하지 않는 분위기에서 기판 표면상에 금속 물질을 이용하여 3족의 금속 입자를 증착시는 단계 및 입자가 증착되는 기판 표면상에 3족의 질화물 반도체 결정을 성장시키는 단계를 포함하는 3족의 질화물 반도체 결정막의 제조 방법이 제시된다.
상기한 바와 같이, 종래, CVD법을 이용한 제조방법에 대하여 여러 가지 연구가 이루어진 바 있으나, 종래의 CVD를 이용한 방법들에는 다음과 같은 문제가 있는 것이었다.
더 상세하게는, 기상증착법(CVD)으로 LED를 제조하는 공정에 있어서는, 일반적으로, 원료로서 TMIn(trimethyl indium)이 많이 사용되며, 이때, TNIn은 캐니스터(canister)라 불리는 용기에 충진되어 CVD 장비에 장착되게 된다.
그러나 일반적으로, CVD 공정 장비에 장착되는 캐니스터(canister)는, 사용 후에도 약 10%의 TMIn이 잔류하게 되며, 따라서 대부분의 경우, 이러한 잔류 TMIn은 사용되지 못하고 그대로 버려지게 되는 문제가 있었다.
즉, 상기한 바와 같이, 종래의 제조공정은, 이와 같이 원료의 낭비로 인한 제조비용 증가에 더하여, 미처 사용되지 못하고 버려지는 원료물질로 인해 환경오염의 문제도 있는 것이었다.
더욱이, 최근에는, LED 관련 산업이 점차 발전함에 따라 그 원료인 TMIn의 사용량 또한 증가하고 있으므로, 상기한 바와 같이 사용 후 캐니스터에 잔존하는 TMIn을 회수하여 재활용할 수 있다면 제조비용 감소 및 환경오염 방지에도 큰 도움이 될 것으로 기대된다.
그러나, 종래, 상기한 바와 같이 사용 후 캐니스터에 잔존하는 TMIn을 회수하여 다시 새로운 캐니스터로서 재활용할 수 있도록 할 수 있는 장치나 방법은 제시된 바 없었다.
따라서 상기한 바와 같이, 사용 후 캐니스터에 약 10%의 TMIn이 잔류하여 사용되지 못함으로 인해 원료의 낭비로 인한 제조비용 증가에 더하여, 미처 사용되지 못하고 버려지는 원료물질로 인해 환경오염의 문제도 있었던 종래의 LED 제조공정의 문제점을 해결하기 위하여는, 사용 후 각각의 캐니스터 내에 잔류하는 TMIn 원료를 회수하여 다시 하나의 새로운 캐니스터에 모아서 재활용할 수 있도록 하는 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템을 제공하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제공되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, LED와 같은 반도체 제조공정시 많이 이용되는 기상증착법에 있어서, 원료로서 사용되는 TMIn(trimethyl indium)이 모두 사용되지 못하고 사용 후 캐니스터(canister) 내에 일부가 잔류함으로써 원료의 낭비로 인한 제조비용 증가의 문제가 있었던 종래의 LED 제조공정의 문제점을 해결하기 위해, TMIn이 충진된 캐니스터를 사용 후 각각의 캐니스터 내에 잔존하는 TMIn을 회수 및 정제하여 다시 새로운 캐니스터로서 재활용할 수 있도록 하기 위한 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기한 바와 같이 사용 후 캐니스터에 약 10%의 TMIn이 잔류하여 사용되지 못함으로 인해 원료의 낭비로 인한 제조비용 증가에 더하여, 미처 사용되지 못하고 버려지는 원료물질로 인해 환경오염의 문제도 있었던 종래의 LED 제조공정의 문제점을 해결하기 위해, 사용 후 각각의 캐니스터 내에 잔류하는 TMIn 원료를 회수하여 다시 하나의 새로운 캐니스터에 모아서 재활용할 수 있도록 하는 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템에 있어서, 사용된 캐니스터로부터 남아있는 잔류 TMIn을 회수하기 위한 TMIn 회수부; 상기 TMIn 회수부에 TMIn의 회수를 위한 캐리어 가스(carrier gas)를 공급하기 위한 가스공급부; 상기 TMIn 회수부로부터 회수되는 TMIn을 수집하여 정제하기 위한 TMIn 정제부; 상기 TMIn 회수부 및 상기 TMIn 정제부의 TMIn 회수 및 정제 과정 후 상기 캐리어 가스를 처리하기 위한 배기가스 처리부; 및 상기 TMIn 회수부, 상기 가스공급부, 상기 TMIn 정제부 및 상기 배기가스 처리부를 각각 연결하기 위한 배관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템이 제공된다.
여기서, 상기 캐리어 가스는 N2 가스 또는 H2 가스 중 어느 하나를 이용하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 TMIn 회수부는, 상기 잔류 TMIn을 회수하기 위한 사용후 캐니스터; 및 상기 사용 후 캐니스터를 가열하기 위한 가열용기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 가스공급부는, 상기 사용후 캐니스터에 캐리어 가스를 공급하기 위한 가스탱크; 및 상기 캐리어 가스의 유량을 제어하기 위한 MFC(mass flow controller)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 가스탱크는, N2 가스탱크 또는 H2 가스탱크이거나, 또는, N2 가스탱크와 H2 가스탱크를 모두 구비하고 밸브를 통해 한쪽을 선택하여 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 TMIn 정제부는, 상기 TMIn 회수부의 사용후 캐니스터에서 기화된 상기 잔류 TMIn을 수집하기 위한 TMIn 수집용기; 및 상기 TMIn 수집용기를 냉각하여 기화된 상기 잔류 TMIn을 고체 상태로 복원하여(recover) 상기 TMIn 수집용기 내에 수집하기 위한 냉각용기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 배기가스 처리부는, 상기 TMIn 정제부로부터 배출되는 캐리어 가스에 잔류하는 TMIn을 회수하기 위한 2차 수집용기; TMIn이 모두 회수된 후 상기 캐리어 가스를 처리하기 위한 워터 트랩(water ter trap) 및 버너(burner); 상기 캐리어 가스를 상기 가스탱크로부터 상기 워터 트랩 및 상기 버너까지 이동시키기 위한 압력을 발생하는 진공펌프; 및 상기 진공펌프로부터의 압력을 조절하기 위한 진공 압력 컨트롤러(vacuum pressure contriller)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 2차 수집용기는 상기 TMIn 수집용기 및 상기 냉각용기와 동일하게 구성되고, 상기 워터 트랩은 용기에 물을 채운 형태로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템은, 상기 캐리어 가스로서 N2 가스를 이용하는 경우, 상기 2차 수집용기에 의해 상기 캐리어 가스와 함께 이동된 잔류 TMIn을 추가로 회수한 후, 상기 워터 트랩에 의해 상기 N2 가스를 처리하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기한 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템은, 상기 캐리어 가스로서 H2 가스를 사용하는 경우, 상기 2차 수집용기에 의해 상기 캐리어 가스와 함께 이동된 잔류 TMIn을 추가로 회수한 후, 상기 버너를 이용하여 상기 H2 가스를 연소시켜 배기하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기한 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템은, 기체화된 상기 잔류 TMIn 및 상기 캐리어 가스의 온도를 유지하여 상기 배관이 막히는 것을 방지하기 위해, 상기 TMIn 회수부의 사용후 캐니스터와 상기 TMIn 정제부의 TMIn 수집용기를 연결하는 배관 및 상기 TMIn 수집용기를 밀폐하기 위한 덮개 부분에 각각 설치되는 열선을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템은, 사용후 캐니스터로부터 잔류 TMIn을 회수한 후, 회수된 TMIn에서 불순물을 분석하여 새로운 캐니스터에 충진하고, 다시 새로운 사용후 캐니스터로 교체하여 잔류 TMIn을 회수하는 과정을 반복함으로써, 사용되지 못하고 버려지는 잔류 TMIn을 회수하여 새로운 캐니스터로서 재활용할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명에 따르면, 상기에 기재된 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템을 이용하여, 사용후 캐니스터로부터 잔류 TMIn을 회수 및 정제하여 재활용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제방법이 제공된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, TMIn이 충진된 캐니스터를 사용 후 각각의 캐니스터 내에 잔존하는 TMIn을 회수 및 정제하여 다시 새로운 캐니스터로서 재활용할 수 있도록 구성되는 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템이 제공됨으로써, LED와 같은 반도체 제조공정시 많이 이용되는 기상증착법에서 원료로서 사용되는 TMIn(trimethyl indium)이 모두 사용되지 못하고 사용 후 캐니스터(canister) 내에 일부가 잔류함으로써 원료의 낭비로 인한 제조비용 증가의 문제가 있었던 종래의 LED 제조공정의 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 사용 후 각각의 캐니스터 내에 잔류하는 TMIn 원료를 회수하여 다시 하나의 새로운 캐니스터에 모아서 재활용할 수 있도록 하는 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템이 제공됨으로써, 사용 후 캐니스터에 약 10%의 TMIn이 잔류하여 사용되지 못함으로 인해 원료의 낭비로 인한 제조비용 증가에 더하여, 미처 사용되지 못하고 버려지는 원료물질로 인해 환경오염의 문제도 있었던 종래의 LED 제조공정의 문제점을 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다.
또한, 이하의 본 발명의 실시예에 대한 설명에 있어서, 종래기술의 내용과 동일 또는 유사하거나 당업자의 수준에서 용이하게 이해하고 실시할 수 있다고 판단되는 부분에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다.
즉, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, LED와 같은 반도체 제조공정시 많이 이용되는 기상증착법에 있어서 원료로서 사용되는 TMIn(trimethyl indium)이 모두 사용되지 못하고 사용 후 캐니스터(canister) 내에 일부가 잔류함으로써 원료의 낭비로 인한 제조비용 증가의 문제가 있었던 종래의 LED 제조공정의 문제점을 해결하기 위해, TMIn이 충진된 캐니스터를 사용 후 각각의 캐니스터 내에 잔존하는 TMIn을 회수 및 정제하여 다시 새로운 캐니스터로서 재활용할 수 있도록 하기 위한 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 사용 후 캐니스터에 약 10%의 TMIn이 잔류하여 사용되지 못함으로 인해 원료의 낭비로 인한 제조비용 증가에 더하여, 미처 사용되지 못하고 버려지는 원료물질로 인해 환경오염의 문제도 있었던 종래의 LED 제조공정의 문제점을 해결하기 위해, 사용 후 각각의 캐니스터 내에 잔류하는 TMIn 원료를 회수하여 다시 하나의 새로운 캐니스터에 모아서 재활용할 수 있도록 하는 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템에 관한 것이다.
계속해서, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
즉, 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
더 상세하게는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템(10)은, 크게 나누어, 사용된 캐니스터로부터 남아있는 잔류 TMIn을 회수하기 위한 TMIn 회수부(11), 상기 TMIn 회수부(11)에 TMIn 회수를 위한 캐리어 가스(carrier gas)를 공급하는 가스공급부(12), 상기 TMIn 회수부(11)로부터 회수되는 TMIn을 수집하여 정제하기 위한 TMIn 정제부(13) 및 상기한 TMIn 회수 및 정제 과정에서 발생하는 가스를 처리하기 위한 배기가스 처리부(14)를 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 상기한 TMIn 회수부(11), 가스공급부(12), TMIn 정제부(13) 및 배기가스 처리부(14)는 각각 배관을 통하여 연결된다.
또한, 도 2를 참조하면, 도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
즉, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기한 TMIn 회수부(11)는, 사용후 캐니스터(21)를 가열하기 위한 가열용기(22)를 포함하여 이루어지며, 아울러, 상기한 가스공급부(12)는, TMIn 회수부(11)는, 사용후 캐니스터(21)에 캐리어 가스를 공급하기 위한 가스탱크(23) 및 가스의 유량을 제어하기 위한 MFC(mass flow controller)(24)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기한 캐리어 가스는, 예를 들면, N2 가스 또는 H2 가스 중 어느 하나를 이용할 수 있으며, 따라서 상기한 가스탱크(23)는, N2 가스탱크 또는 H2 가스탱크이거나, 또는, N2 가스탱크와 H2 가스탱크를 모두 구비하고 밸브 등을 통해 한쪽을 선택하여 공급하도록 구성될 수도 있다.
따라서 가스탱크(23)로부터 N2 가스 또는 H2 가스를 TMIn 회수부(11)에 공급하면서 가열용기(22)의 온도를 올려 사용후 캐니스터(21)를 가열하면, 사용후 캐니스터(21) 내의 잔류 TMIn이 기화하게 되고, 후술하는 바와 같이 하여 캐리어 가스와 함께 TMIn 정제부(13)로 이동하게 된다.
이때, 바람직하게는, 상기한 캐리어 가스는 5N 내외의 고순도 가스를 이용하여 최대 100℃로 가열하고 상기한 MFC(24)를 통하여 300 ~ 500 sccm으로 제어하며, 사용후 캐니스터(21)의 가열 온도는, 가열용기(22)에 물을 채우고 사용후 캐니스터(21)를 담그어 30℃로 가열한다.
계속해서, 상기한 TMIn 정제부(13) 및 배기가스 처리부(14)에 대하여 설명하면, 먼저, TMIn 정제부(13)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 사용후 캐니스터(21)에서 기화된 잔류 TMIn을 수집하기 위한 TMIn 수집용기(25)와, TMIn 수집용기(25)를 냉각하여 TMIn을 고체화하기 위한 냉각용기(26)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기한 배기가스 처리부(14)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, TMIn 정제부(13)로부터 배출되는 캐리어 가스에 일부 잔류하는 TMIn을 회수하기 위한 2차 수집용기(27)와, TMIn이 모두 회수된 후의 캐리어 가스를 처리하기 위한 워터트랩(water ter trap)(28) 및 버너(burner)(29)와, 캐리어 가스를 가스탱크(23)로부터 워터 트랩(28) 및 버너(burner)(29)까지 끌어당기기 위한 압력을 발생하는 진공펌프(30) 및 압력을 조절하기 위한 진공 압력 컨트롤러(vacuum pressure contriller)(31)를 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 상기한 냉각용기(26)는, 예를 들면, 약 2L 용량의 표준(standard) 용기를 이용 가능하며, 즉, TMIn 정제부(13)는, 상기한 냉각용기(26) 내에 액화질소(LN2)를 채우고 TMIn 수집용기(25)를 담그어 약 -200℃로 냉각함으로써, 기체상태의 TMIn을 고체 상태로 복원하여(recover) TMIn 수집용기(25) 내에 수집하도록 구성된다.
아울러, 상기한 진공 압력 컨트롤러(31)는, 1 ~ 100 Torr의 범위로 진공펌프(30)의 압력을 조절하여 상기한 캐리어 가스가 가스탱크(23)로부터 워터 트랩(28)까지 이동할 수 있도록 한다.
이때, 기체 상태의 TMIn과 고온의 캐리어 가스가 사용후 캐니스터(21)로부터 TMIn 수집용기(25)로 이동하는 동안 냉각되어 TMIn이 고체상태로 되면, 사용후 캐니스터(21)와 TMIn 수집용기(25)를 연결하는 배관이 막힐 우려가 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템(10)은, 이를 방지하기 위해, 도 2에 나타낸 바와 같이, 사용후 캐니스터(21)와 TMIn 수집용기(25)를 연결하는 배관 및 TMIn 수집용기(25)를 밀폐하기 위한 덮개 부분에는 열선(32)을 설치하여 온도를 유지하고 배관이 막히는 것을 방지할 수 있도록 구성된다.
계속해서, 상기한 바와 같이 하여 TMIn이 복원되고 남은 캐리어 가스는 진공펌프(30)의 압력에 의해 2차 수집용기(27) 및 워터 트랩(28)으로 이동하게 된다.
여기서, 상기한 2차 수집용기(27)는, TMIn 수집용기(25) 냉각용기(26)와 동일하게 구성될 수 있으며, 또한, 상기한 워터 트랩(28)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 아크릴과 같은 용기에 물을 채운 워터 트랩(water trap)의 형태로 이루어진다.
따라서 이와 같이 구성되는 2차 수집용기(27)에 의해 캐리어 가스와 함께 일부 남아 있는 TMIn을 추가로 회수하고, 그 후, 워터 트랩(28)에 의해 남아있는 캐리어 가스인 N2 가스를 처리한다.
또한, 캐리어 가스로서 H2 가스를 사용하는 경우에는, H2 가스를 그대로 배출하면 폭발 등의 위험이 있으므로, 버너(29)를 이용하여 H2 가스를 연소시켜 배기하도록 구성된다.
따라서 상기한 바와 같은 구성에 의해, 본 발명의 실시예에 따른 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템(10)에 사용후 캐니스터(21)를 장착하여 TMIn을 수집용기(25, 27)에 회수한 후, 회수된 TMIn에서 불순물을 분석하여 새로운 캐니스터에 충진하고, 다시 새로운 사용후 캐니스터(21)로 교체하여 상기한 과정을 반복함으로써, 사용되지 못하고 버려지는 TMIn을 회수하여 새로운 캐니스터로서 재활용할 수 있게 된다.
따라서 상기한 바와 같이 하여, 본 발명에 따른 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템을 구현할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템을 구현하는 것에 의해, 본 발명에 따르면, TMIn이 충진된 캐니스터를 사용 후 각각의 캐니스터 내에 잔존하는 TMIn을 회수 및 정제하여 다시 새로운 캐니스터로서 재활용할 수 있도록 구성되는 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템이 제공됨으로써, LED와 같은 반도체 제조공정시 많이 이용되는 기상증착법에서 원료로서 사용되는 TMIn(trimethyl indium)이 모두 사용되지 못하고 사용 후 캐니스터(canister) 내에 일부가 잔류함으로써 원료의 낭비로 인한 제조비용 증가의 문제가 있었던 종래의 LED 제조공정의 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 사용 후 각각의 캐니스터 내에 잔류하는 TMIn 원료를 회수하여 다시 하나의 새로운 캐니스터에 모아서 재활용할 수 있도록 하는 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템이 제공됨으로써, 사용 후 캐니스터에 약 10%의 TMIn이 잔류하여 사용되지 못함으로 인해 원료의 낭비로 인한 제조비용 증가에 더하여, 미처 사용되지 못하고 버려지는 원료물질로 인해 환경오염의 문제도 있었던 종래의 LED 제조공정의 문제점을 해결할 수 있다.
이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.
10. 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템
11. TMIn 회수부 12. 가스공급부
13. TMIn 정제부 14. 배기가스 처리부
21. 사용후 캐니스터 22. 가열용기
23. 가스탱크 24. MFC(mass flow controller)
25. TMIn 수집용기 26. 냉각용기
27. 2차 수집용기 28. 워터트랩
29. 버너 30. 진공펌프
31. 진공 압력 컨트롤러 32. 열선

Claims (13)

  1. 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템에 있어서,
    사용된 캐니스터로부터 남아있는 잔류 TMIn을 회수하기 위한 TMIn 회수부;
    상기 TMIn 회수부에 TMIn의 회수를 위한 캐리어 가스(carrier gas)를 공급하기 위한 가스공급부;
    상기 TMIn 회수부로부터 회수되는 TMIn을 수집하여 정제하기 위한 TMIn 정제부;
    상기 TMIn 회수부 및 상기 TMIn 정제부의 TMIn 회수 및 정제 과정 후 상기 캐리어 가스를 처리하기 위한 배기가스 처리부; 및
    상기 TMIn 회수부, 상기 가스공급부, 상기 TMIn 정제부 및 상기 배기가스 처리부를 각각 연결하기 위한 배관;을 포함하고,
    상기 TMIn 회수부는,
    상기 잔류 TMIn을 회수하기 위한 사용후 캐니스터; 및
    상기 사용 후 캐니스터를 가열하기 위한 가열용기;를 포함하며,
    상기 가스공급부는,
    상기 사용 후 캐니스터에 캐리어 가스를 공급하기 위한 가스탱크; 및
    상기 캐리어 가스의 유량을 제어하기 위한 MFC(mass flow controller);를 포함하고,
    상기 TMIn 정제부는,
    상기 TMIn 회수부의 사용 후 캐니스터에서 기화된 상기 잔류 TMIn을 수집하기 위한 TMIn 수집용기; 및
    상기 TMIn 수집용기를 수용하고, 내부에 저장된 액화질소를 통해 상기 TMIn 수집용기를 냉각하여 기화된 상기 잔류 TMIn을 고체 상태로 복원(recover)함으로써 상기 TMIn 수집용기 내에 고체 상태의 잔류 TMIn을 수집하기 위한 냉각용기;를 포함하며,
    상기 배기가스 처리부는,
    상기 TMIn 정제부로부터 배출되는 캐리어 가스에 잔류하는 TMIn을 회수하기 위한 2차 수집용기;
    TMIn이 모두 회수된 후 상기 캐리어 가스를 처리하기 위한 워터 트랩(water ter trap) 및 버너(burner);
    상기 캐리어 가스를 상기 가스탱크로부터 상기 워터 트랩 및 상기 버너까지 이동시키기 위한 압력을 발생하는 진공펌프; 및
    상기 진공펌프로부터의 압력을 조절하기 위한 진공 압력 컨트롤러(vacuum pressure contriller);를 포함하고,
    상기 2차 수집용기는 상기 TMIn 수집용기 및 상기 냉각용기와 동일하게 구성되어 상기 캐리어 가스에 잔류하는 기체 상태의 잔류 TMIn을 냉각시켜 고체 상태의 잔류 TMIn을 추가적으로 수집하며,
    상기 워터 트랩은 용기에 물을 채운 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 캐리어 가스는 N2 가스 또는 H2 가스 중 어느 하나를 이용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 가스탱크는,
    N2 가스탱크 또는 H2 가스탱크이거나, 또는, N2 가스탱크와 H2 가스탱크를 모두 구비하고 밸브를 통해 한쪽을 선택하여 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 캐리어 가스로서 N2 가스를 이용하는 경우, 상기 2차 수집용기에 의해 상기 캐리어 가스와 함께 이동된 잔류 TMIn을 추가로 회수한 후, 상기 워터 트랩에 의해 상기 N2 가스를 처리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 캐리어 가스로서 H2 가스를 사용하는 경우, 상기 2차 수집용기에 의해 상기 캐리어 가스와 함께 이동된 잔류 TMIn을 추가로 회수한 후, 상기 버너를 이용하여 상기 H2 가스를 연소시켜 배기하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템.
  11. 제 1항에 있어서,
    기체화된 상기 잔류 TMIn 및 상기 캐리어 가스의 온도를 유지하여 상기 배관이 막히는 것을 방지하기 위해, 상기 TMIn 회수부의 사용후 캐니스터와 상기 TMIn 정제부의 TMIn 수집용기를 연결하는 배관 및 상기 TMIn 수집용기를 밀폐하기 위한 덮개 부분에 각각 설치되는 열선을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템.
  12. 제 1항에 있어서,
    사용후 캐니스터로부터 잔류 TMIn을 회수한 후, 회수된 TMIn에서 불순물을 분석하여 새로운 캐니스터에 충진하고, 다시 새로운 사용후 캐니스터로 교체하여 잔류 TMIn을 회수하는 과정을 반복함으로써, 사용되지 못하고 버려지는 잔류 TMIn을 회수하여 새로운 캐니스터로서 재활용할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사용 후 잔류 TMIn 회수 및 정제 시스템.
  13. 삭제
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