KR20000069619A - 활성 불소의 저장, 수송 및 제조 장치와 방법 - Google Patents

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레이에드워드웨이크필드
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네일 에이 폴린
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Abstract

활성 불소의 향상된 공급원이 알카리 금속 플루오로할레이트로서 활성 불소를 저장하고 수송하는 형태로 제공된다. 개시된 방법은 사용 시점에서 상기 공급원을 열적으로 분해함으로써 활성 불소를 발생시킨다. 수송 가능한 형태는 선행기술 활성 불소원보다 수송하기에 더 안전하다. 또한 이러한 방식으로 생성된 활성 불소의 용도를 포함한 방법이 또한 제공된다.

Description

활성 불소의 저장, 수송 및 제조 장치와 방법{Device and Method for the Storage, Transportation and Production of Active Fluorine}
활성 불소원들은 산업적으로 많은 용도를 가지고 있다. 이러한 것들은 특수 불소화 제제와 로켓 연료로서의 용도는 물론 극단적인 반응성으로 인한 고성능 세정제로서의 용도를 포함한다. 그것들은 또한 금속물의 내부식성을 향상시키는 데 사용될 수 있다.
반도체 제조에 있어서, 활성 불소원들은 실리콘을 에칭하는 데 사용되거나 세정제제로서 사용된다. 반도체 및 액정 제조는 실리콘 및 실리콘 산화물을 생성하며 이들을 제조된 개체들에 들러붙거나 침적된다. 이러한 물질을 활성 불소로 효과적으로 제거한다.
그러나, 통상적으로 사용된, 즉시 사용할 수 있는 형태로 있는 활성 불소원들은 매우 위험한 물질들이고 결론적으로, 매우 엄격한 수송 규정이 있다. 활성 불소원에 따른 위험은, 상온 및 상압에서, 활성 불소원이 극단적인 반응성을 보이는 경향이 있다는 사실에서 나타나는 것이다. 예를 들어 유기 물질은 많은 활성 불소원과 즉시 반응하고 연소된다. 많은 활성 불소원들은 또한 물과 격렬히 반응하여 독성 연기를 내뿜는다. 더욱이, 많은 활성 불소원들은 공기중 임의의 습기와 반응하고 인체와 접촉하여 인체에 해롭고 부식성이 있는 물질을 생성한다. 활성 불소원들은 독성 위험물일 뿐 아니라 발화 위험물일 수도 있다.
현재 활성 불소원들은 비교적 가압된, 적은 실린더에서 보관되고 수송된다.
본 발명은 더 안전한 활성 불소원 및 형태로부터 활성 불소를 수송, 저장 및 제조하는 것에 관한 것으로서, 염소 함유 활성 불소를 배제하지 않는다.
이제 실시예의 방법으로 하기 도면을 참조하여 본 발명이 더 상세히 설명될 것이다:-
도 1은 본 발명에 따른 저장 단위 장치의 도면이다; 및
도 2는 본 발명에 따른 활성 불소를 공급하는 것을 설명하는 개략도이다.
〈 실시예 〉
용기내의 고체 KClF4는 자유 활성 불소가 이러한 가스에 대한 요구가 있는 경우에만 발생되면서 활성 불소가 필요한 곳이라면 어디든지 수송되고 저장된다. 이러한 방식으로 활성 불소를 공급하는 것은 활성 불소 또는 이의 공급원을 함유하는 선행기술 금속 실린더에 비하여 수많은 장점이 있다. 먼저, KClF4는 다른 활성 불소원과 비교할 때 상대적으로 안정한 물질이어서 수송 및 저장하는 동안 높은 수준의 안전성을 나타낸다. 고체인 이 물질을 함유하는 카트리지가 더욱 쉽게 제공됨에 따라 수송 수단으로 하적하는 데 있어서 더욱 용이하게 된다. 세정 가스원으로서의 그것의 유효성은 또한 불소 이온과 같은 선행기술의 공급원보다 더 높다. 동일하게, 플라즈마가 더 이상 필요하지 않기 때문에 상기 물질을 실온에서 사용할 수 있다. 중요한 것은, 상기 활성 불소원이 또한 탄소 물질을 가지고 있지 않기 때문에 CFC형성 및 배출을 피할 수 있다는 것이다.
도 1은 본 발명의 구체예에 따른 실린더를 설명하는 것으로, 실린더 (1)은 각 단부에 밸브 (2a) 및 (2b)를 가지고 있다. 고체 KClF4(10)은 실린더 (1)내에 저장되고 소결된 필터 (3)은 상기 고체 및 출구 밸브 (2a) 사이에 제공된다. 가열 요소 (4)는 실린더 (1)을 감싸거나 대향하여 놓여 있고 도선 (5)를 통하여 전원이 공급된다. 열전쌍이 제공되어 상기 가열 상황을 모니터한다. 자체적으로 구조적 안전 자켓 (7)내에 한정되어 있는 단열층 (6)이 이 조합체를 감싸고 있다.
본 발명은 도 2에 설명된 바와 같은 장치로부터 활성 불소를 발생시키는 것으로 예를 들어 설명된다.
사용 시점에서 활성 불소를 얻기 위해, 도 2에서, 실린더 (1)은 사용 장소 (100)과 제어 밸브 (104)에 연결된 파이프 (102)를 통하여 연결되어 있다. 전기적 연결점은 도선 (5)에 부착되어 있고 전원 공급기 (106)에 연결되어 있다.
제어하에서, 히터 스위치 전원(104)가 가열 요소(4)에 연결되어 있다. 결론적으로, 일체형 가열 수단(4)에 의해 KClF4는 300 ℃ 까지, 바람직하게는 230 ℃의 온도로 가열된다. 가열 상황은 열전쌍을 사용하여 모니터된다. 이 온도에서, 상기 고체는 일정 가스를 방출하고 이 가스는 상기 파이프로 배출된다. 상기 실린더 내부의 필터는 임의의 고체도 제한한다. 상기 파이프(102)는 가스를 필요한 장소 (100)으로 지향하게 한다.
히터 스위치 (104)는 가스 출구 파이프 (102)에 연결된 압력 모니터 (108)로부터의 신호에 의해 제어되어 지속적인 생산을 유지할 수 있다.
상이한 분해 온도를 다른 알카리 금속 테트라플루오로할레이트에 사용한다: 예를 들어 세슘에 대해서는 더 높은 온도가 적용된다.
〈 구체예 1 〉
도 1에 나타난 바와 같은 본 발명의 단위 장치를 사용하여 Ni 운반체 상에 KClF4를 운반하는 입자 제제 (KClF4의 100 g에 해당)로 채워진 카트리지가 출구 밸브(2a)을 닿은 채로 외부로부터 가열 요소 (4)에 의해 점진적으로 가열될 때, 카트리지 내부 압력 증가를 관찰하였고, 220 ℃에서 1 kgf/cm2의 수준이 관찰되었다. 온도를 240 ℃에서 유지하면서, 상기 출구 밸브(2a)를 개방하여 2 ml/min의 유량이 되었을 때, 가스 발생을 플로트 시스템 (float system) 유량계를 사용하여 확인하였다. 가스 발생은 그 상태에서 계속되었다. 그러나, 가열기가 오프되었을 때, 온도가 하강함에 따라 유량에서의 급락이 관찰되었다.
상기 제제로 채워진 카트리지는 모넬 (Monel) 및 Ni와 같은 내열 및 내식 물질로 만드는 것이 바람직하지만, SUS 316L과 같은 스테인레스 스틸을 또한 사용할 수 있다.
〈 구체예 2 〉
온도를 240 ℃에서 유지하면서 구체예 1에서와 동일한 단위 장치를 사용하여 가스를 잠시 발생시켰다. 이 후, 가열기를 오프하고 단절하고, 공기 공급 카트리지를 외부에서 부터 냉각시켰다. 결과로서, 출구 압력이 220 ℃에서 상압이 되었고, 가스 발생이 중지되었다.
가스 발생 중지 및 온도가 실온으로 환원된 후, 카트리지 내부 가스를 N2로 충분히 치환시킨 다음, 카트리지의 내부 표면상의 조성물을 분석하면, 여기서 발견되는 물질은 카트리지 물질인 스테인레스 스틸 SUS의 구성성분을 제외하고는, 오로지 불소이다. 염화물은 거의 전혀 검출되지 않았다.
〈 구체예 3 〉
구체예 1과 동일한 단위 장치를 사용하여, 고순도 N2를 바닥면 (2b)로부터 20 ml/min 의 속도로 유동시키면서, 이번에 50 g의 입자 KClF4로 채워진 카트리지를 외부 가열기를 사용하여 가열할 때, 활성 불소의 발생을 120 ℃에서 관찰하였다.
온도를 180 ℃까지 상승시킬 때, 상대적인 활성 불소의 농도 상승이 온도가 올라감에 따라 관찰될 수 있었다. 활성 불소의 상대적인 농도는 검출 튜브를 사용하여 불화 수소를 검출하면서 측정되었다.
이러한 방식으로 제조된 활성 불소의 사용예 및 선행 기술 공급원과의 비교한 장점을 먼저 강의 불소화를 참조하고, 다음, 철, 니켈, 알루미늄, 마그네슘 및 마지막으로 크롬을 참조하면서 예증하고자 한다.
〈 구체예 4 〉
오스테나이트 스테인레스 스틸 SUS 316L로 만들어진 EP 1/2 인치 배관을 희석된 불소산으로 처리하여 자연적인 산화된 막을 제거하고, 물로 세척하고 건조하여 시험편으로서 사용하였다.
150 ℃에서 가열하여 습기를 제거하고, 다시 고순도 N2를 먼저 흘리면서, 활성 불소 발생 단위 장치로부터 공급된 가스를 실온에서 유동시켜 불소화 처리를 수행하였다. 이 때, SUS 316L의 내부 면에 생성된 막을 안정화시키기 위해, 고 농도 N2를 흘리면서 열처리를 350 ℃에서 수행하여 안정한 부동태 막을 형성하였다. 이 막화합물은 XDF 박막 형성 방법에 의해 주로 FeF2임을 발견하였고, SUS 316L의 금속 화합물 (퍼센트)는 거의 변하지 않고 남아있다는 것이 확인되었다.
또한, 동일하게 SUS 316L로 제조된 1/2 인치 컬럼에 50 ℃에서 1 주일간 정용된 수함유 100 wtppm 취화수소로 봉인한후 표면을 관찰 한 결과 육안상으로는 변화가 없었고, XDF 박막 방법에서도 변화가 없었다.
〈 비교실시예 1 〉 스테인레스 스틸 SUS 316L의 불소화
오스테나이트 스테인레스 스틸 SUS 316L로 제조된 EP 1/2인치 파이프를 불화수소산으로 처리하여 자연적 산화막을 제거하고, 수세하고 건조하여 시험편으로 사용하였다.
상기 시험편을 250 ℃에서 열처리하여 습기를 제거한 후, 고순도 N2유체를 먼저 흘리면서, 고 순도 불화수소 산을 220 ℃에서 흘림으로써 불소화 처리를 수행하였다. 이 경우, SUS 316L 배관의 내부면에 형성된 막을 안정화 시키기 위해서, 고순도 N2유체를 흘려주면서 350 ℃에서 열처리를 적용하였다. 막성분은 XDF 박막 방법으로 측정한 결과 주로 FeF2이었고 SUS 316L의 금속 화합물 (퍼센트)는 거의 변하지 않고 남아있었다.
또한, SUS 316L으로 유사하게 제조된 EP 1/2 인치 컬럼의 표면을 수함유 100 wtppm 취화 수소로 50 ℃에서 일주일간 봉인한 후 관찰하였을 때, 아무런 외부적인 변화가 없었고, XDF 박막 방법으로 조사한 결과에서도 조성물 변화가 관찰되지 않았다.
그러나, 구체예 1에서와 같은 동일한 실온에서 불소화 처리를 실행하였을 때, 환전한 FeF2막이 생기지 않았고 불소화가 불충분한 것으로 판명되었다.
〈 구체예 5 〉 철, 니켈, 알루미늄 및 마그네슘의 불소화
99.9% 이상의 순도를 가진 철, 니켈, 알루미늄 및 마그네슘으로 만든 튜브를 각각 희석된 불화수소산 (알루미늄의 경우, 다음으로 질산+불화암모늄)으로 처리하여 자연적 산화막을 제거하고, 수세하고, 건조하여 시험편으로 사용하였다.
150 ℃에서 열처리하여 수분 함량을 제거하고, 다시 고순도 N2유체를 흘리면서, 활성 불소 발생 단위창치로부터 공급된 가스를 실온에서 흘려 불소화 처리를 수행하였다. 이때, 각 금속 튜브의 내부면 상에 형성된 막을 안정화시키기 위해, 고순도 N2 유체를 흘리면선 350 ℃에서 열처리하여 안정한 부동태 막을 형성하였다. XDF 박막 방법으로 확인한 결과 막의 조성은 주로 FeF2, NiF2, AIF3및 MgF2로 단순히 이루어 졌다.
〈 구체예 6 〉 크롬의 불소화
99.97% 이상의 순도를 가진 크롬 튜브를 희석된 불화수소산으로 처리하여 자연적 산화막을 제거하고, 수세하고, 건조하여 시험편으로 사용하였다.
150 ℃에서 열처리하여 수분 함량을 제거하고, 먼저 고순도 N2 유체을 흘리면서, 구체예 3에서와 같은 활성 불소수소산 발생 단위창치로부터 공급된 가스를 고순도 N2와 같이 실온에서 흘려 불소화 처리를 수행하였다. 이때, 크롬 튜브의 내부면에 형성된 막을 안정화시키기 위해, 고순도 N2유체를 흘리면서 200 ℃에서 열처리하여 안정한 부동태 막을 형성하였다. XDF 박막 방법으로 확인한 결과 막의 조성은 주로 CrF3이루어 졌다.
구체예 5에서의 불소화 조건하에서, 크롬이 휘발성 CrF5를 생성하고 묻었기 때문에, 안정한 부동막이 셩성될 수 없다.
본 발명에 의해 생성된 활성 불소의 용도를 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 탄화물의 에칭 및 세정의 관점에서 설명한다. 다시, 선행 기술 공급원으로부터 생성된 불소와의 비교된다.
〈 구체예 7 및 8 〉 실리콘의 에칭 및 세정
PMMA류 수지로 마스크되고, 5x5 mm의 크기로 절단되고, 그 표면이 지방/그리스/오일, 산화 및 오염이 제거된, n 형 실리콘 웨이퍼의 한면을 시험편으로 사용하였다.
제조 직후, 시험편을 플라즈마 CVD 장치내로 장착하고, 고주파전원을 끈채로 희석되지 않은 활성 불소를 5 Torr의 압력에서 30 SCCM의 유량으로 실온에서 도입함으로써 반응하게 하였다.
표 1은 60 및 100 분의 가스 통과 시간 동안, 실리콘의 질량에서의 감소를 조사한 결과를 나타낸다. 가스 명칭 컬럼에서의 F는 본 발명에 의해 생성된 활성 불소를 나타낸다.
〈 비교예 2 내지 6 〉 실리콘의 에칭 및 세정
표 1은 100 분의 가스 통과시간 동안, 구체예 7 및 8과 동일한 조건하에서 및 동일한 시험편을 사용하여 불소, 삼불화 질소, 사불화 탄소, 디카본헥사플루오라이드, 95% 사불화 탄소 와 5% 산소의 혼합가스, 및 5% 디카본헥사플루오라이드 및 5% 산소의 혼합가스의 반응의 결과를 나타낸다.
표1
회로기판 가스종류 가스 통과 시간 질량 감소 비 고
구체예 7 Si F 60 분 16.2
구체에 8 Si F 100 분 22.5
비교예 2 Si F2 100 분 〈0.1
비교예 3 Si NF3 100 분 〈0.1
비교예 4 Si CF4 100 분 〈0.1
비교예 5 Si CF495%O25% 100 분 〈0.1
비교예 6 Si C2F695%O25% 100 분 〈0.1
〈 구체예 9 내지 11 〉 산화 실리콘, 질화 실리콘 및 탄화 실리콘의 에칭 및 세정
10,000Å의 두께를 가지는 산화 실리콘, 질화 실리콘 및 탄화 실리콘 층을 각각 100x100x1 mm 두께의 SUS 316L 판에 각각 형성하고 시험편으로 사용하였다.
이 시험편을 플라즈마 CVD 장치 내부에 장착시키고 고주파전원을 끈채로 희석되지 않은 활성 불소를 5 Torr의 압력에서 30 SCCM의 유량으로 100 ℃에서 도입함으로써 반응하게 하였다.
표 2는 3분의 가스 통과 시간 동안, 산화 실리콘, 질화 실리콘 및 탄화 실리콘의 질량에서의 감소를 조사한 결과를 나타낸다.
〈 비교 실시예 7 내지 15 〉 산화 실리콘, 질화 실리콘 및 탄화 실리콘의 에칭 및 세정
표 2는 100 분의 가스 통과시간 동안, 구체예 7 및 8과 동일한 조건하에서 및 동일한 시험편을 사용하여 불소, 삼불화 질소, 95% 사불화 탄소 와 5% 산소의 혼합가스, 및 5% 디카본헥사플루오라이드 및 5% 산소의 혼합가스의 반응의 결과를 나타낸다.
표 2.
회로기판 가스종류 가스 통과시간 질량감소 비 고
구체예 9 산화 실리콘 F 3 분 14.2mg 회로기판은 부분적으로 노출
비교예 7 산화 실리콘 F2 100 분 0.3mg
비교예 8 산화 실리콘 NF3 100 분 〈0.1mg
비교예 9 산화 실리콘 CF495%O25% 100 분 〈0.1mg
구체예 10 질화 실리콘 F 3 분 33.7mg
비교예 10 질화 실리콘 F2 100 분 1.4mg 회로기판은 거의 전체적으로 노출
비교예 11 질화 실리콘 NF3 100 분 〈0.1mg
비교예 12 탄화 실리콘 CF495%O25% 100 분 〈0.1mg
구체예 11 탄화 실리콘 F 3 분 6.6mg
비교예 13 탄화 실리콘 F2 100 분 0.1mg
비교예 14 탄화 실리콘 NF3 100 분 〈0.1mg
비교예 15 탄화 실리콘 CF495%O25% 100 분 〈0.1 mg
본 발명은 사용 시점에서 편리하고 더 안전하게 저장하고 수송하는 활성 불소 가스원을 제공하는 장치 및 방법을 제공함으로써 전술한 문제점을 극복하려고 모색한다.
본 발명의 제 1 관점에 따라서,
i) 고체 알카리 금속 플루오로할레이트, 바람직하게는 테트라플루오로할레이트를 포함하는 수송 가능한 용기,
ii) 상기 알카리 금속 플루오로할레이트를 가열하는 수단, 및
iii) 가열시 생성된 기체가 이를 통해 상기 용기를 빠져나가는 용기의 출구를 포함하는 활성 불소를 제조하는 장비를 제공하는 것이다.
상기 알카리 금속 플루오로할레이트는 MXF(n+1)일 수 있다. 여기서 M은 K, Rb, 또는 Cs이고, X는 Cl, Br 또는 I이고, 및 n 은 1, 3, 5 또는 7이다. 알카리 금속 플루오로할레이트의 혼합물을 제공할 수 있다.
활성 불소는 F, F2, ClF, ClF3, ClF5, IF5, IF7, BrF, BrF3, BrF5또는 이들의 혼합물이거나 이들을 포함할 수 있다. 생성된 가스는 Cl2, Cl, Br2, Br, I, I2또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
활성 불소는 불소 라디칼과 같은, 매우 왕성한 불소종으로 구성된다.
플루오로할레이트, 바람직하게는 테트라플루오로할레이트는 브로메이트 또는 요오데이트 일 수 있고, 바람직하게는 클로레이트이다.
임의의 알카리 금속을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 고체 알카리 금속 테트라플루오로할레이트는 KClF4이거나, 선택적으로, 그것은 RbClF4또는 CsClF4또는 수송에 적합한 고체를 제공할 수 있는 임의의 다른 적절한 알카리 금속일 수 있다.
테트라플루오로할레이트와 같이 알카리 금속 플루오로할레이트는 바람직하게는 수송형 용기내의 펠렛 형태로 제공된다. 펠렛은 지지층 상에 제공될 수 있다.
상기 수송형 용기는 바람직하게는, 고체 알카리 금속 플루오로할레이트를 함유할 수 있도록 적용된 실린더이다. 니켈 또는 모넬린 실린더를 사용할 수 있다. 필터가 제공될 수 있는 바, 가장 바람직하게는, 상기 출구에 설치되어 상기 고체를 유지하는 데 도움이 되는 것이다. 소결된 필터가 바람직할 수 있다.
상기 알카리 금속 플루오로할레이트를 상기 수송형 용기에 삽입할 수 있는 카트리지에 채울 수 있다.
바람직하게는 상기 히터는 용기의 구성 부분이어서 임의의 사용 시점에서 가스가 손쉽게 생성될 수 있게 한다. 상기 히터는 예를 들어 적절한 금속 띠로 만들어진 열 교환 핀의 형태로 제공될 수 있다. 이러한 핀들은 상기 용기에 제공될 수 있고 및 용기의 중앙으로부터 바깥으로 원형으로 연장되어 용기의 중심에 효과적인 열원을 제공한다. 선택적으로, 히터를 별도로 제공하여 활성 불소 가스의 제조가 필요하다고 요구될 때 사용 시점에서 적용될 수 있다.
용기용 출구는 바람직하게는 산업 표준 피팅 또는 플랜지일 수 있다.
상기 장치에 제어 시스템을 제공하여 가열시 발생된 온도 및 압력을 규정할 수 있다.
상기 장치는 사용후 재충전될 수 있다. 활성 불소 사용 후, 폐기물 흐름으로부터 추출된 물질, 예를 들어, 활성 불소를 재-방출 형태로 선택적으로 흡수하는 KF 스크러버와 같은 스크러버 (세정기)로부터 추출된 물질을 사용하여 상기 장치를 재충전할 수 있다.
본 발명의 제 2 관점에 따라서,
i) 고체 알카리 금속 플루오로할레이트, 바람직하게는 테트라플루오로할레이트를 발생시키고,
ii) 상기 소스를 고체 알카리 금속 플루오로할레이트으로서 수송 및 저장하고, 및
iii) 상기 플루오로할레이트를 사용 시점에서 가열하여 활성 불소 가스를 발생시키는 단계를 포함하는 활성 불소원을 제공하는 방법을 제공한다.
활성 불소는 F, F2, ClF, ClF3, ClF5, IF5, IF7, BrF, BrF3, BrF5또는 이들의 혼합물이거나 이들을 포함할 수 있다. 생성된 가스는 Cl2, Cl, Br2, Br, I, I2또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
플루오로할레이트, 바람직하게는 테트라플루오로할레이트는 브로메이트 또는 요오데이트 일 수 있고, 바람직하게는 클로레이트이다.
임의의 알카리 금속을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 고체 알카리 금속 테트라플루오로할레이트는 KClF4이거나, 선택적으로, 그것은 RbClF4또는 CsClF4또는 임의의 다른 적절한 알카리 금속일 수 있다.
용기 내에 포함된 MClF4(여기서 M은 알카리 금속이다)로부터 활성 불소를 생성하기 위해, 상기 고체를 MClF4가 분해되어 활성 불소 가스를 생성하는 온도까지 가열한다.
고체 알카리 금속 테트라플루오로클로레이트를 바람직하게는 적어도 90 ℃ 또는 100 ℃온도까지 가열하여 활성 불소를 발생시킨다. 선택적으로는, 적어도 130 ℃ 또는 적어도 180 ℃의 온도가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 90 ℃ 내지 300 ℃ 또는 325 ℃의 온도를 사용하여 알카리 금속 플루오로클로레이트를 분해함으로써, 필요시 활성 불소 가스를 형성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 분해과정은 진동 또는 불활성 가스 흐름 또는 단순히 활성 불소의 존재 하에서 수행된다.
본 발명의 제 3 관점에 따라서, 알카리 금속 플루오로할레이트, 바람직하게는 테트라플루오로할레이트를 활성 불소의 수송형 및/또는 저장형 소스로서 사용하는 것을 제공한다.
활성 불소원으로서 알카리 금속 테트라플루오로할레이트를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 기술은 자유 활성 불소의 양이 최저로 유지됨에 따라서 상당한 안전한 장점을 나타낸다.
본 발명의 제 4 관점에 따라서, 세정제 및/또는 에칭 제제로서의 활성 불소 용도를 제공한다.
바람직하게는 상기 제 1 관점의 장치 및/또는 상기 제 2 관점의 방법을 사용하여 활성 불소를 생성한다.
바람직하게는 상기 활성 불소는 화학 증착 장치를 세정하는데 사용된다. 활성 불소를 사용하여 반도체 제조 장비, 액정 제조 장비 또는 이의 관련 부속품으로부터 실리콘 및/또는 게르마늄 및/또는 구리 및/또는 이의 화합물을 제거할 수 있다.
실리콘의 제거가 특히 바람직하다. 활성 불소를 사용하여 실리콘, 게르마늄, 구리 또는 이의 화합물을 에칭할 수 있다.
활성 불소를 사용하여 다른 장치 또는 장비 또는 배관과 같은 다른 장소를 세정할 수 있다.
본 발명의 제 5 관점에 따라서, 본 발명의 첫 번째 관점의 장치에 의한 및/또는 본 발명의 두 번째 관점의 방법에 따라서 활성 불소를 제조하고 및 이 활성 불소를 세정 또는 에칭될 물질에 적용시키는 것을 포함하는 세정 및/또는 에칭하는 방법을 제공한다.
본 발명의 제 6 관점에 따라서, 본 발명의 제 1 관점의 장치 및/또는 본 발명의 제 2 관점의 방법을 사용하여 발생된 활성 불소를 사용하여 불소화시킴으로써 금속을 부동태화 시키는 방법을 제공한다.

Claims (16)

  1. 활성 불소를 제조하는 장치에 있어서,
    i) 고체 알카리 금속 플루오로할레이트, 바람직하게는 테트라플루오로할레이트를 함유하는 수송가능한 용기,
    ii) 고체 알카리 금속 플루오로할레이트를 가열하는 수단, 및
    iii) 가열시 생성된 활성 불소가 이를 통하여 상기 용기에서 배출되는 출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 알카리 금속 플루오로할레이트는 MXF(n+1)인 것을 특징으로 하는 장치. 상기 식에서 M은 K, Rb, 또는 Cs이고 X는 Cl, Br, 또는 I 이고, 및 n은 1, 3, 5, 또는 7이다.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 플루오로할레이트는 KClF4또는 RbClF4또는 CsClF4인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수송가능한 용기는 상기 고체 알카리 금속 테트라플루오로할레이트를 함유할 수 있도록 맞춰진 실린더인 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 수단은 용기에 일체로 된 부분인 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항 내지 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 사용 후 재 충전되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 활성 불소원을 제공하는 방법에 있어서,
    i) 고체 알카리 금속 플루오로할레이트, 바람직하게는 테트라플루오로할레이트를 발생시키고,
    ii) 상기 불소원을 고체 알카리 금속 플루오로할레이트로서 수송 및 저장하고, 및
    iii) 사용 시점에서 상기 플루오로할레이트를 가열하여 활성 불소가스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 활성 불소는 불소 단독 또는 불소 외의 임의의 할로겐과의 조합물을 포함하는 것으로, 예를 들어, 상기 불소는 F, F2, ClF, ClF3, ClF5, IF5, IF7, BrF, BrF3, BrF5또는 이들의 혼합물이거나 이들을 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항 또는 8 항에 있어서, 상기 용기 내에 포함된 MClF4(여기서 M은 알카리 금속)은 MClF4가 분해되어 활성 불소 가스를 형성하는 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 고체 알카리 금속 테트라플루오로할레이트는 적어도 130 ℃ 또는 적어도 180 ℃의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 7 항 내지 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 분해는 진공 또는 불활성 기체 분위기 또는 활성 불소의 존재하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 수송가능한 및/또는 저장가능한 활성 불소원으로서, 알카리 금속 플루오로할레이트, 바람직하게는 테트라플루오로할레이트의 용도.
  13. 세정 및/또는 에칭하는 방법에 있어서, 제 1 항 내지 6 항중 어느 한 항에 의한 장치 및/또는 제 7 항 내지 11 항 중 어느 한 항에 의한 방법으로 활성 불소를 생성하고 이를 세정될 또는 에칭될 물질에 적용하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 활성 불소는 화학 증착 장비를 세정하고 및/또는 실리콘 및/또는 게르마늄 및/또는 구리 및/또는 이들의 화합물을, 반도체 제조 장치, 액정 제조 장치 또는 이들의 관련 부속품들로부터 제거하고, 및/또는 배관을 세정하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 13 항 또는 14 항에 있어서, 상기 활성 불소는 실리콘, 게르마늄, 구리 또는 이들의 화합물을 에칭하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 금속을 부동태화 시키는 방법에 있어서, 제 1 항 내지 6 항 중 어느 한 항의 장치 및/또는 제 7 항 내지 11 항 중 어느 한 항의 방법을 사용하여 발생된 활성 불소를 사용하여 불소화시키는 것을 특징으로 하는 방법.
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