KR101750451B1 - 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치 - Google Patents

고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치 Download PDF

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Abstract

고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치가 개시된다.
개시되는 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치는 정제 대상인 헥사클로로디실란이 수용되는 원재료 수용 탱크 부재; 상기 원재료 수용 탱크 부재로부터 유동되는 상기 헥사클로로디실란 내의 파티클을 필터링하는 필터링 부재; 상기 필터링 부재를 경유한 상기 헥사클로로디실란 내의 파티클을 카운팅하는 파티클 카운팅 부재; 상기 파티클 카운팅 부재에서 카운팅된 파티클이 미리 설정된 허용 범위 내에 있는 경우, 상기 파티클 카운팅 부재를 경유한 상기 헥사클로로디실란을 수용하는 리시버 탱크 부재; 및 상기 원재료 수용 탱크 부재로부터 유동되는 상기 헥사클로로디실란이 상기 필터링 부재, 상기 파티클 카운팅 부재 및 상기 리시버 탱크 부재를 따라 연속적인 흐름으로 유동되도록, 상기 원재료 수용 탱크 부재, 상기 필터링 부재, 상기 파티클 카운팅 부재 및 상기 리시버 탱크 부재를 순차적으로 연결하는 연결 배관;을 포함한다.
개시되는 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치에 의하면, 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치가 원재료 수용 탱크 부재와, 필터링 부재와, 파티클 카운팅 부재와, 리시버 탱크 부재와, 연결 배관을 포함함에 따라, 헥사클로로디실란이 외부와 차단된 상태로 상기 연결 배관을 따라 연속적으로 유동되면서 필터링, 파티클 카운팅 및 이동을 위한 이송 등의 취급이 이루어질 수 있고, 그러한 헥사클로로디실란의 취급 과정 중에 공기 중의 수분 또는 산소와의 헥사클로로디실란의 접촉이 억제되어 이물질 생성이 방지될 수 있게 되고, 헥사클로로디실란의 생산 효율성이 향상되며, 헥사클로로디실란이 안전하게 제조될 수 있게 되는 장점이 있다.

Description

고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치{Particle removing apparatus for high purity hexachlorodisilane}
고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치에 관한 것이다.
메모리 소자의 초고집적화를 위한 패턴 미세화를 위한 공정에서 포토레지스트와 함께 패턴 구현의 핵심 소재로 이용되는 것이 헥사클로로디실란이다.
이러한 헥사클로로디실란은 LPCVD(low pressure chemical vapor deposition) 장치에 의해 SiN 또는 SiO2 박막으로 구현되는데, 이러한 구현 과정에서 가장 문제시되는 것이 헥사클로로디실란에 포함된 파티클이다.
헥사클로로디실란이 공기 중에 노출되면, 공기 중의 수분 또는 산소와 반응하여 HCl, SiO2 파우더 등의 이물질을 생성하고, 이로 인해 헥사클로로디실란 자체의 순도가 저하되어, 반도체 소자의 증착 시 성능에 악영향을 미치게 된다.
따라서, 이러한 헥사클로로디실란의 이동 등 취급 시에 공기와의 접촉을 최대한 억제하여야 한다.
그러나, 종래에는, 하기된 특허공개문헌과 같이 고순도 헥사클로로디실란을 어렵게 수득하였어도, 이러한 고순도 헥사클로로디실란을 대형 탱크에서 작은 소형 탱크 등으로 옮겨 담는 등의 취급 과정을 작업자가 수작업으로 수행하였기에, 헥사클로로디실란이 공기 중의 수분 또는 산소와 반응하여 이물질이 다량 발생되는 문제가 있었다.
공개특허 제 10-2010-0066528호, 공개일자: 2010.06.17., 발명의 명칭: 고순도 헥사클로로디실란의 제조 방법
본 발명은 헥사클로로디실란의 취급 과정 중에 공기 중의 수분 또는 산소와의 헥사클로로디실란의 접촉이 억제되어 이물질 생성이 방지될 수 있고 헥사클로로디실란의 생산 효율성이 향상되며 헥사클로로디실란이 안전하게 제조될 수 있는 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치는 정제 대상인 헥사클로로디실란이 수용되는 원재료 수용 탱크 부재; 상기 원재료 수용 탱크 부재로부터 유동되는 상기 헥사클로로디실란 내의 파티클을 필터링하는 필터링 부재; 상기 필터링 부재를 경유한 상기 헥사클로로디실란 내의 파티클을 카운팅하는 파티클 카운팅 부재; 상기 파티클 카운팅 부재에서 카운팅된 파티클이 미리 설정된 허용 범위 내에 있는 경우, 상기 파티클 카운팅 부재를 경유한 상기 헥사클로로디실란을 수용하는 리시버 탱크 부재; 상기 원재료 수용 탱크 부재로부터 유동되는 상기 헥사클로로디실란이 상기 필터링 부재, 상기 파티클 카운팅 부재 및 상기 리시버 탱크 부재를 따라 연속적인 흐름으로 유동되도록, 상기 원재료 수용 탱크 부재, 상기 필터링 부재, 상기 파티클 카운팅 부재 및 상기 리시버 탱크 부재를 순차적으로 연결하는 연결 배관; 및 상기 리시버 탱크 부재와 상기 원재료 수용 탱크 부재를 연결하는 리사이클 배관;을 포함하고,
상기 파티클 카운팅 부재에서 카운팅된 파티클이 상기 미리 설정된 허용 범위를 벗어난 경우, 상기 리시버 탱크 부재로 유동된 상기 헥사클로로디실란이 상기 리시버 탱크 부재에 수용되지 않고 상기 리시버 탱크 부재를 그대로 경유하여 상기 리사이클 배관을 통해 상기 원재료 수용 탱크 부재로 환류되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치에 의하면, 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치가 원재료 수용 탱크 부재와, 필터링 부재와, 파티클 카운팅 부재와, 리시버 탱크 부재와, 연결 배관을 포함함에 따라, 헥사클로로디실란이 외부와 차단된 상태로 상기 연결 배관을 따라 연속적으로 유동되면서 필터링, 파티클 카운팅 및 이동을 위한 이송 등의 취급이 이루어질 수 있고, 그러한 헥사클로로디실란의 취급 과정 중에 공기 중의 수분 또는 산소와의 헥사클로로디실란의 접촉이 억제되어 이물질 생성이 방지될 수 있게 되고, 헥사클로로디실란의 생산 효율성이 향상되며, 헥사클로로디실란이 안전하게 제조될 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치의 구성을 개략적으로 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치의 구성을 개략적으로 보이는 도면.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치의 구성을 개략적으로 보이는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치(100)는 원재료 수용 탱크 부재(110)와, 필터링 부재(120)와, 파티클 카운팅 부재(130)와, 리시버 탱크 부재(140)와, 연결 배관(150)을 포함한다.
상기 원재료 수용 탱크 부재(110)는 정제 대상인 고순도의 헥사클로로디실란이 수용되는 것이다.
상기 필터링 부재(120)는 상기 원재료 수용 탱크 부재(110)로부터 유동되는 상기 헥사클로로디실란 내의 파티클을 필터링하여, 상기 헥사클로로디실란 내의 파티클을 제거하는 것이다.
상기 필터링 부재(120)는 후술되는 연결 배관(150) 상에 순차적으로 연결되는 복수 개의 필터(121, 122)로 구성될 수 있고, 파티클 제거를 위하여 상기 필터링 부재(120)에 형성되는 필터의 기공 크기는 0.05 내지 0.5㎛로 형성될 수 있으며, 상기 필터링 부재(120)를 구성하는 각 필터(121, 122)의 재질은 상기 헥사클로로디실린과의 반응에 의한 부식이 방지되도록 스테인리스, 니켈, 니켈 합금, 테프론 재질 등으로 이루어질 수 있다.
상기 파티클 카운팅 부재(130)는 상기 필터링 부재(120)를 경유한 상기 헥사클로로디실란 내의 파티클을 카운팅하여, 카운팅된 파티클이 미리 설정된 허용 범위 내에 있는지를 판단하는 것이다.
상기 리시버 탱크 부재(140)는 상기 파티클 카운팅 부재(130)에서 카운팅된 파티클이 미리 설정된 허용 범위 내에 있는 경우, 상기 파티클 카운팅 부재(130)를 경유한 상기 헥사클로로디실란을 수용하는 것이다.
상기 연결 배관(150)은 상기 원재료 수용 탱크 부재(110)로부터 유동되는 상기 헥사클로로디실란이 상기 필터링 부재(120), 상기 파티클 카운팅 부재(130) 및 상기 리시버 탱크 부재(140)를 따라 연속적인 흐름으로 유동되도록, 상기 원재료 수용 탱크 부재(110), 상기 필터링 부재(120), 상기 파티클 카운팅 부재(130) 및 상기 리시버 탱크 부재(140)를 순차적으로 연결하는 것이다.
상기 연결 배관(150)의 초입에는 상기 원재료 수용 탱크 부재(110)가 연결되고, 상기 연결 배관(150) 상에는 상기 필터링 부재(120) 및 상기 파티클 카운팅 부재(130)가 서로 이격되도록 설치되며, 상기 연결 배관(150)의 말단에는 상기 리시버 탱크 부재(140)가 연결된다.
도면 번호 101은 불활성 가스 공급 부재로, 상기 불활성 가스 공급 부재(101)에서는 질소, 아르곤 등의 불활성 가스를 상기 연결 배관(150) 상에 공급할 수 있는 것이다.
도면 번호 102는 진공 펌프 등의 감압 펌프로, 상기 연결 배관(150) 내부를 감압시킬 수 있는 것이다.
상기 감압 펌프(102)가 상기 연결 배관(150) 내부를 감압시키고, 상기 불활성 가스 공급 부재(101)가 상기 연결 배관(150) 내부에 불활성 가스를 주입하는 과정이 적어도 한 번, 바람직하게는 수차례 반복됨으로써, 상기 연결 배관(150) 내부의 공기 중의 수분, 산소 등이 제거될 수 있고, 그에 따라 상기 헥사클로로디실란이 상기 연결 배관(150)을 따라 유동되는 과정에서 상기 헥사클로로디실란이 그러한 공기 중의 수분, 산소 등과 반응하여 이물질이 생성되는 현상이 억제될 수 있다.
도면 번호 160은 상기 리시버 탱크 부재(140)에 수용된 상기 헥사클로로디실란을 이동 등 취급을 위하여 옮겨담기 위한 헥사클로로디실란 이동용 탱크이고, 도면 번호 161은 상기 리시버 탱크 부재(140)와 상기 헥사클로로디실란 이동용 탱크(160)를 연결하는 이송 배관이며, 도면 번호 165는 상기 헥사클로로디실란 이동용 탱크(160)에 요구되는 양만큼의 헥사클로로디실란이 수용될 수 있도록 하는 로드셀이다.
도면 번호 103은 상기 원재료 수용 탱크 부재(110)와 상기 필터링 부재(120) 사이의 상기 연결 배관(150) 내의 압력을 감지하는 제 1 압력 감지 부재이고, 도면 번호 104는 상기 필터링 부재(120)와 상기 파티클 카운팅 부재(130) 사이의 상기 연결 배관(150) 내의 압력을 감지하는 제 2 압력 감지 부재이며, 도면 번호 105는 상기 리시버 탱크 부재(140)와 상기 헥사클로로디실란 이동용 탱크(160) 사이의 상기 이송 배관(161) 내의 압력을 감지하는 제 3 압력 감지 부재이다.
상기 원재료 수용 탱크 부재(110)에서 상기 연결 배관(150)으로 유동되는 상기 헥사클로로디실란의 유량은 0.1 내지 5L/min이고, 상기 제 1 압력 감지 부재(103)에 의해 감지되는 공급 압력은 0 내지 2kg/㎠으로 유지된다.
또한, 상기 불활성 가스 공급 부재(101)에 의한 불활성 가스 공급 압력은 0.1 내지 1.5Kg/㎠로, 그 공급 유량은 0.1 내지 5L/min으로 유지된다.
한편, 본 실시예에 따른 상기 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치(100)는 리사이클 배관(155)을 더 포함한다.
상기 리사이클 배관(155)은 상기 파티클 카운팅 부재(130)에서 카운팅된 파티클이 상기 미리 설정된 허용 범위를 벗어난 경우, 상기 리시버 탱크 부재(140)로 유동된 상기 헥사클로로디실란이 상기 원재료 수용 탱크 부재(110)로 환류될 수 있도록, 상기 리시버 탱크 부재(140)와 상기 원재료 수용 탱크 부재(110)를 연결하는 것이다.
상기 리사이클 배관(155)을 통해 상기 리시버 탱크 부재(140)에 수용되지 않고 상기 리시버 탱크 부재(140)를 경유만 한 헥사클로로디실란이 상기 원재료 수용 탱크 부재(110)로 환류되어, 다시 상기 연결 배관(150)을 따라 유동되면서 파티클 제거 및 파티클 카운팅될 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 상기 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치(100)의 작동에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 감압 펌프(102)에 의한 상기 연결 배관(150) 내부의 감압 및 상기 불활성 가스 공급 부재(101)에 의한 상기 연결 배관(150) 내부로의 불활성 가스 공급이 주기적으로 수차례 이루어지도록 하여, 상기 연결 배관(150) 내부의 수분, 공기 중의 산소 등이 제거되도록 한다.
그런 다음, 상기 원재료 수용 탱크 부재(110)에서 정제 대상인 헥사클로로디실란이 상기 연결 배관(150)을 따라 유동되다가, 상기 필터링 부재(120)에서 파티클이 제거되고, 상기 파티클 카운팅 부재(130)에서 잔존 파티클 개수가 카운팅된다.
상기와 같이 카운팅된 상기 헥사클로로디실란 내의 잔존 파티클 개수가 상기 미리 설정된 허용 범위 내에 있는 경우, 상기 헥사클로로디실란은 상기 리시버 탱크 부재(140)에 수용된다.
반면, 상기와 같이 카운팅된 상기 헥사클로로디실란 내의 잔존 파티클 개수가 상기 미리 설정된 허용 범위를 벗어난 경우, 상기 헥사클로로디실란은 상기 리시버 탱크 부재(140)에 수용되지 않고 상기 리시버 탱크 부재(140)를 그대로 경유하여 상기 리사이클 배관(155)을 통해 상기 원재료 수용 탱크 부재(110)로 환류된 다음, 위와 같은 정제 과정을 다시 거치게 된다.
한편, 상기 리시버 탱크 부재(140)에 수용된 정제된 헥사클로로디실란은 상기 이송 배관(161)을 통해 상기 헥사클로로디실란 이동용 탱크(160)로 요구되는 양만큼 이동될 수 있다.
상기와 같이, 상기 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치(100)가 원재료 수용 탱크 부재(110)와, 필터링 부재(120)와, 파티클 카운팅 부재(130)와, 리시버 탱크 부재(140)와, 연결 배관(150)을 포함함에 따라, 헥사클로로디실란이 외부와 차단된 상태로 상기 연결 배관(150)을 따라 연속적으로 유동되면서 필터링, 파티클 카운팅 및 이동을 위한 이송 등의 취급이 이루어질 수 있고, 그러한 헥사클로로디실란의 취급 과정 중에 공기 중의 수분 또는 산소와의 헥사클로로디실란의 접촉이 억제되어 이물질 생성이 방지될 수 있게 되고, 헥사클로로디실란의 생산 효율성이 향상되며, 헥사클로로디실란이 안전하게 제조될 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기된 본 발명의 일 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치의 구성을 개략적으로 보이는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에서는, 필터링 부재(220, 225)가 복수 개로 구성되어, 연결 배관(250) 상에 서로 분리된 복수 개의 라인 상에 설치된다.
예를 들어, 상기 필터링 부재(220, 225)는 두 개로 구성되고, 상기 연결 배관(250) 상에 서로 독립적인 라인을 따라 설치된다.
상기와 같이 구성되면, 상기 필터링 부재(220, 225) 중 하나는 메인으로 작동되고, 다른 하나는 메인으로 작동되는 부재의 고장, 교체 등의 경우 예비적으로 작동될 수 있다.
또는, 상기 필터링 부재(220, 225)를 각각 구성하는 각 필터의 기공 크기를 달리하여, 다양한 필터링 요구 조건에 즉답할 수 있게도 할 수 있다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치에 의하면, 헥사클로로디실란의 취급 과정 중에 공기 중의 수분 또는 산소와의 헥사클로로디실란의 접촉이 억제되어 이물질 생성이 방지될 수 있고 헥사클로로디실란의 생산 효율성이 향상되며 헥사클로로디실란이 안전하게 제조될 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
110 : 원재료 수용 탱크 부재 120 : 필터링 부재
130 : 파티클 카운팅 부재 140 : 리시버 탱크 부재
150 : 연결 배관 155 : 리사이클 배관

Claims (3)

  1. 정제 대상인 헥사클로로디실란이 수용되는 원재료 수용 탱크 부재;
    상기 원재료 수용 탱크 부재로부터 유동되는 상기 헥사클로로디실란 내의 파티클을 필터링하는 필터링 부재;
    상기 필터링 부재를 경유한 상기 헥사클로로디실란 내의 파티클을 카운팅하는 파티클 카운팅 부재;
    상기 파티클 카운팅 부재에서 카운팅된 파티클이 미리 설정된 허용 범위 내에 있는 경우, 상기 파티클 카운팅 부재를 경유한 상기 헥사클로로디실란을 수용하는 리시버 탱크 부재;
    상기 원재료 수용 탱크 부재로부터 유동되는 상기 헥사클로로디실란이 상기 필터링 부재, 상기 파티클 카운팅 부재 및 상기 리시버 탱크 부재를 따라 연속적인 흐름으로 유동되도록, 상기 원재료 수용 탱크 부재, 상기 필터링 부재, 상기 파티클 카운팅 부재 및 상기 리시버 탱크 부재를 순차적으로 연결하는 연결 배관; 및
    상기 리시버 탱크 부재와 상기 원재료 수용 탱크 부재를 연결하는 리사이클 배관;을 포함하고,
    상기 파티클 카운팅 부재에서 카운팅된 파티클이 상기 미리 설정된 허용 범위를 벗어난 경우, 상기 리시버 탱크 부재로 유동된 상기 헥사클로로디실란이 상기 리시버 탱크 부재에 수용되지 않고 상기 리시버 탱크 부재를 그대로 경유하여 상기 리사이클 배관을 통해 상기 원재료 수용 탱크 부재로 환류되는 것을 특징으로 하는 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터링 부재는 복수 개로 구성되어, 상기 연결 배관 상에 서로 분리된 복수 개의 라인 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 고순도 헥사클로로디실란 파티클 제거 장치.
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