KR19990016674A - 반도체용 화학약품의 정제방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체용 화학약품의 정제방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐 이소프로필알콜의 재생공정시 수분을 효과적으로 제거하는 정제방법에 관한 것이다.
본 발명은, 상기 폐 이소프로필알콜에 함유된 이온을 제거하는 공정; 상기 이온 제거공정을 거친 후 금속성분을 제거하는 공정; 상기 금속성분 제거공정을 거친 후 수분을 제거하는 공정; 및 상기 수분 제거공정을 거친 후 파티클을 제거하는 공정을 순서적으로 수행하여 이루어진다.
따라서, 폐 이소프로필알콜의 재생시 종래기술 보다 효율적으로 수분제거를 하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체용 화학약품의 정제방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐 이소프로필알콜의 재생공정시 수분을 효과적으로 제거하는 정제방법에 관한 것이다.
반도체 공정에서는 웨이퍼의 습식 세정후 건조를 위해 이소프로필알콜(Isoprophyl Alchol;IPA) 증발 건조법이나, 스핀 건조법을 사용한다. 이소프로필알콜 증발 건조법은 웨이퍼를 세정 후 이소프로필알콜이 들어 있는 용기내에 일정시간 담구었다가 꺼내 이소프로필알콜의 강한 휘발성을 이용하여 건조시킨다. 스핀 건조법은 세정 후 웨이퍼를 스핀척에 올려 놓은 후 일정 알피엠(RPM)으로 회전하여 웨이퍼 표면의 수분을 제거하고, 핫플레이트(Hot Plate)로 이동시켜 가열하여 건조시킨다.
상기 두 방법중 현재 반도체소자 제조공정에서 많이 사용중인 이소프로필알콜 증발 건조법은 효과적인 반면 휘발성이 강하고 고순도를 요구하는 이소프로필알콜을 사용함에 따라 제조원가가 증가하게 되는 문제점이 있다. 따라서 이소프로필알콜 증발 건조법에서 사용한 폐 이소프로필알콜의 순도를 효과적으로 이소프로필알콜 원료 수준으로 재생하여 다시 사용하는 방법이 원가절감 및 환경개선 차원에서 많이 채용되고 있다. 폐 이소프로필알콜에는 이온성 불순물, 금속성 불순물, 수분 및 파티클 기타 여러 불순물이 있으나 웨이퍼의 건조과정에서 이소프로필알콜의 휘발성에 가장 큰 변수로 작용하는 것은 폐 이소프로필알콜에 함유된 수분의 함유량이라 할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 폐 이소프로필알콜의 재생을 위한 정제공정을 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 1에서 보여지는 바와 같이, 이소프로필알콜 원료(10)가 공급부(12)를 거쳐 배쓰(14)로 투입된다. 상기 이소프로필알콜은 배쓰(14)내에서 웨이퍼의 증발 건조에 사용된 후 폐액탱크(16)로 배출되도록 한다. 배출된 폐액은 이온 제거부(18)에서 이온 제거공정을 거친다. 다음은 수분제거부(20,22,24)에서 3차에 걸친 반복수행으로 수분을 제거한다. 수분이 제거된 이소프로필알콜은 다음 금속성분 제거부(26)에서 금속성분 제거공정을 거친다. 이온, 수분 및 금속성분의 제거공정을 거친 이소프로필알콜은 마지막으로 필터(28)를 거쳐 저장탱크(30)에 저장된다. 저장된 이소프로필알콜은 다시 공급원(12)을 거쳐 배쓰(30)에 재투입되어 웨이퍼의 증발건조에 재사용된다.
상기 종래의 공정을 거친 재생 이소프로필알콜은 도 2에서 보여지는 바와 같이 수분제거 공정 후 금속성분 제거공정에서부터 다시 수분이 증가함을 알 수 있다. 즉, 수분 제거공정을 거친 후 수분 함유량이 약 0.01% 이었던 것이 금속성분 제거공정을 거치면서 0.1% 가까이 다시 증가함을 알 수 있다. 그러므로 증가된 수분 함유량은 최종 단계까지 계속 유지되며 이소프로필알콜 원료보다 품질면에서 10배 이상 차이가 발생하는 문제점이 있다. 따라서 기타 이온성분, 금속성분 등은 각각의 제거공정을 거친 후 함류량이 이소프로필알콜의 원료 수준으로 낮아지므로 수분 제거공정의 개선이 가장 시급하다. 따라서 종래의 방법으로는 반도체소자 제조공정에 재 투입될 수 있는 수준의 이소프로필알콜을 얻는 것은 불가능하다.
본 발명의 목적은, 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 수분을 효과적으로 제거할 수 있는 반도체용 화학약품의 정제방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 구체적인 목적은 폐 이소프로필알콜의 재생공정시 이소프로필알콜의 수분함유량을 최초의 이소프로필알콜 원료 수준이 되도록하는 반도체용 화학약품의 정제방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 폐 이소프로필알콜의 재생을 위한 정제공정을 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 2는 도1의 각 정제공정 위치에서의 폐 이소프로필알콜에 함유된 수분함유량을 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 이소프로필알콜의 재생을 위한 정제공정을 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 4는 도3의 각 정제공정 위치에서의 폐 이소프로필알콜에 함유된 수분함유량을 보여주는 그래프이다.
도 5는 도3의 각 정제공정 위치에서의 금속성분 함유량을 보여주는 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
40: 이소프로필알콜 원료 42: 공급부
44: 배쓰(Bath) 46: 폐액탱크
48: 이온제거부 50: 금속성분제거부
52,54,56: 수분제거부 58: 필터
60: 저장탱크
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체용 화학약품의 정제방법은, 반도체소자 제조공정에서 사용된 폐 화학약품의 재생을 위한 반도체용 화학약품의 정제방법에 있어서, 상기 폐 화학약품에 함유된 이온을 제거하는 공정; 상기 이온 제거공정을 거친 후 금속성분을 제거하는 공정; 상기 금속성분 제거공정을 거친 후 수분을 제거하는 공정; 및 상기 수분 제거공정을 거친 후 파티클을 제거하는 공정을 순서적으로 수행하여 이루어진다.
상기 이온 제거공정은 바람직하게는 상기 폐 화학약품을 이온제거 충전물 을 통과시켜 수행하며, 상기 금속성분 제거공정은 상기 폐 화학약품을 가열하여 증발된 화학약품을 냉각시켜 금속성분과 화학약품을 분리하는 것이 바람직하다. 상기 수분 제거공정은 바람직하게는 진공상태에서 화학약품을 가열 증발시키면서 수분제거용 필터를 통하여 수분만 제거하여 수행하는 것이 바람직하다. 상기 수분 제거공정은 복수번 반복수행하는 것이 바람직하다. 상기 수분 제거공정은 폐 화학약품에 함유된 수분함유량이 사용전의화학약품 원료 수준이 되도록 한다. 상기 파티클을 제거하는 공정은 폴리에틸렌막 필터를 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 이소프로필알콜의 재생을 위한 정제공정을 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 3에서 보여주는 바와 같이, 이소프로필알콜 원료(40)가 공급부(42)를 거쳐 배쓰(44)로 투입된다. 상기 이소프로필알콜은 배쓰(44)내에서 웨이퍼의 증발건조에 사용된 후 폐액탱크(46)로 배출되도록 한다. 배출된 폐액은 이온 제거부(48)에서 이온 제거공정을 거친다. 이온제거는 이온제거용 충전물을 이소프로필알콜이 통과하도록 하여 (-) 이온은 (+) 이온으로, (+) 이온은 (-) 이온으로 흡착시켜 제거한다. 다음으로 이온제거 공정을 거친 이소프로필알콜은 금속성분 제거부(46)에서 금속성분을 제거한다. 금속성분 제거는 핫플레이트가 장착되어있는 용기에서 이소프로필알콜의 끓는점인 82℃로 가열하여 증발된 이소프로필알콜을 냉각하여 수거하고 금속성분은 걸러낸다. 도 5에서 보여주는 바와 같이, 금속성분 제거공정을 거친 후 부터는 금속성분 함류량은 이소프로필알콜 원료의 금속성분 함유량과 같은 수준을 유지함을 알 수 있다. 이온 및 금속성분의 제거공정을 거친 이소프로필알콜은 수분제거부(48,50,52)를 거친다. 수분제거는 3차에 걸친 반복수행으로 진공상태에서 핫플레이트가 장착되어있는 용기에서 110℃ 로 가열하여 기화된 이소프로필알콜과 수분중 수분만 통과하는 필터를 통과한 수분을 액화시켜 진공펌프로 제거한다. 이때 가열온도가 높은 것은 대기상태에서 보다 진공상태에서 기화 온도가 높기 때문이다. 진공도는 2 내지 5 토르(Torr) 이다. 이온성 불순물, 수분 및 금속성 불순물이 제거된 이소프로필알콜은 파티클을 제거하는 0.09㎛ 의 폴리에틸렌막을 사용하는 필터(58)를 통과한 후 저장탱크(60)에 저장되었다가 공급원(42)을 거쳐 배쓰(44)로 재투입된다.
도 4에서 보여주는 바와 같이, 공정순서를 이온 제거공정, 수분 제거공정, 금속성분 제거공정, 필터통과공정에서 이온 제거공정, 금속성분 제거공정, 수분 제거공정, 필터통과공정으로 변경함으로서 종래기술에서 문제가 되었던 금속성분 제거공정에서 수분이 다시 증가되는 현상이 없어짐을 알 수 있다. 폐액탱크에 받은 사용된 이소프로필알콜의 수분함유량은 5 내지 10 % 정도로 많은량이 함유되어 있다. 이것은 본 발명의 이온 제거공정, 금속성분 제거공정, 수분 제거공정, 필터통과공정을 차례로 거치면서 저장탱크에 모인 재생 이소프로필알콜의 수분함유량은 0.01 % 수준까지 제거된다.
따라서, 본 발명에 의하면 상술한 바와 같이 기존의 공정순서인 이온제거공정,수분제거공정, 금속성분 제거공정, 필터통과공정에서 본 발명의 공정순서인 이온제거공정, 금속성분 제거공정, 수분제거공정, 필터통과공정으로 변경 함으로서 기존의 공정을 통해서는 재생 이소프로필알콜의 수분함유량이 약 0.09 % 수준이었던 것이 본 발명을 통해서는 수분함유량이 약 0.01 % 수준으로 낮아져 약 8배의 개선 효과가 있다. 즉, 본 발명의 공정으로 재생된 이소프로필알콜은 99.99 % 의 순도를 가짐으로서 충분히 반도체소자 제조공정에 사용이 가능해졌다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (7)
- 반도체소자 제조공정에서 사용된 폐 화학약품의 재생을 위한 반도체용 화학약품의 정제방법에 있어서,상기 폐 화학약품에 함유된 이온을 제거하는 공정;상기 이온 제거공정을 거친 후 금속성분을 제거하는 공정;상기 금속성분 제거공정을 거친 후 수분을 제거하는 공정; 및상기 수분 제거공정을 거친 후 파티클을 제거하는 공정;을 순서적으로 수행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체용 화학약품의 정제벙법.
- 제 1 항에 있어서,상기 이온 제거공정은 상기 폐 화학약품을 이온제거 충전물을 통과하도록 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 반도체용 화학약품의 정제방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속성분 제거공정은 상기 폐 화학약품을 가열하여 증발된 화학약품을 냉각시켜 금속성분과 화학약품을 분리하는 것임을 특징으로 하는 상기 반도체용 화학약품의 정제방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 수분 제거공정은 진공상태에서 화학약품을 가열 증발시키면서 수분제거용 필터를 통하여 수분만 제거하여 수행하는 것을 특징으로 하는 상기 반도체용 화학약품의 정제방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 수분 제거공정은 복수번 반복수행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 반도체용 화학약품의 정제방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 수분 제거공정은 폐 화학약품에 함유된 수분함유량이 화학약품 원료 수준이 되도록 수행하는 것을 특징으로 하는 상기 반도체용 화학약품의 정제방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 파티클을 제거하는 공정은 폴리에틸렌막 필터를 사용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 상기 반도체용 화학약품의 정제방법.
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