KR20040062648A - Ｆ2 가스발생장치, ｆ2 가스발생방법 및 ｆ2 가스 - Google Patents

Ｆ2 가스발생장치, ｆ2 가스발생방법 및 ｆ2 가스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 KF·2HF로 이루어진 전해욕(24)을 전기분해하여 고순도의 F2가스를 발생시키는 F2가스발생장치(G)로서, KF 또는 KF·HF로부터 KF·2HF로 조제하는 조제계(A)와, 상기 전해욕(24) 및 상기 조제계(A)에 HF를 공급하는 HF 공급계(B)와, 상기 조제계(A)에 의해 조제된 KF·2HF를 전기분해하여 F2가스를 발생시키는 F2가스 발생계(C)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

Ｆ2 가스발생장치, Ｆ2 가스발생방법 및 Ｆ2 가스{APPARATUS FOR GENERATING F2 GAS AND METHOD FOR GENERATING F2 GAS、 AND F2 GAS}
F2가스는 예를 들어 반도체 제조분야에서는 빼 놓을 수 없는 기간가스로서 사용되고 있다. 그리고, 그 자체로 사용되는 경우도 있지만, 최근에는 F2가스를 기초로 하여 삼불화 질소가스(이하, NF3가스라고 함)등을 합성하여, 이것을 반도체의 클리닝 가스나 드라이 에칭용 가스로서 사용하고 있다. 또한, 불화 네온 가스(이하, NeF가스라고 함), 불화 아르곤 가스(이하, ArF가스라고 함), 불화 크립톤 가스(이하, KrF가스라고 함) 등은 반도체 집적회로의 패터닝시에 사용되는 엑시머 레이저 발진용 가스이고, 그 원료는 희가스와 F2가스의 혼합가스가 널리 이용되고 있다.
상기 F2가스는 소정량의 KF·HF로 이루어진 욕이 수납된 전해조에서, 탄소를양극, 니켈을 음극으로 하여 전기분해하여 발생시키고 있다. 일반적으로 전해조 중에 수납되어 있는 KF·HF는 처음에 KF·HF를 소정량 투입하고, 그 후 HF를 적절하게 공급하여 KF·2HF로서 사용되고 있다. 이 때, KF·2HF로서 부족분의 KF·HF를 투입하고, 다시 HF를 공급함으로써, 소정량의 욕이 조제된다.
욕의 성분인 KF는 흡습성이 높고, 건욕(建浴)시에 수분을 포함하는 것이 일반적이다. 우리는, 먼저 불순물이 적은 고순도 불소 발생장치에 관한 내용을 출원했다(WO 01/77412Al).
그러나, 이와 같이 하여 발생되는 F2가스는 초기에 발생하는 F2가스중에 45~55%의 산소가 포함된다. 발생하는 F2가스와, 전해욕 중에 포함되는 물은 반응식 1에 나타낸 바와 같은 반응에 의해, 통상 F2가스 중에 포함되는 산소량이 감소된다. 그러나, 그 양을 3000ppm이하로 하는 것은 곤란하다.
상술한 엑시머 레이저 발진용 가스나, 엑시머 레이저의 스텝퍼렌즈(CaF2단결정)의 표면처리에는 고순도의 F2가스가 필요하다. 그 F2가스중에 포함되는 산소농도는 전자의 엑시머레이저 발진용 가스로서는 1000ppm 이하, 후자의 엑시머레이저의 스텝퍼렌즈(CaF2단결정)의 표면처리용 가스로서는 500ppm이하의 것이 요구된다.
본 발명은, 산소함유량이 매우 적고, 고순도의 F2가스를 안정적으로 발생시킬 수 있는 F2가스발생장치, F2가스발생방법 및 고순도 F2가스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 F2가스발생장치, F2가스발생방법 및 F2가스에 관한 것이다. 특히 반도체 등의 제조공정에 사용되는 불순물이 매우 적은 고순도 F2가스를 발생하는 F2가스발생장치, F2가스발생방법 및 이들에 의해 얻어지는 F2가스에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 불소가스 발생장치의 모식도,
도 2는 실시예 1 및 비교예 1, 3의 경우의 통전량과, F2가스 중의 O2량의 관계를 도시한 도면이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 F2가스발생장치는 KF·2HF로 이루어진 전해욕을 전기분해하여 고순도의 F2가스를 발생시키는 F2가스 발생장치에 있어서, KF 또는 KF·HF를 KF·2HF로 조제하는 조제계와, 상기 전해욕 및 상기 조제계에 HF를 공급하는 HF공급계와, 상기 조제계에 의해 조제된 KF·2HF를 전기분해하여 F2가스를 발생시키는 F2가스발생계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
KF 또는 KF·HF로부터 KF·2HF로 밀폐된 조제계내에서 조제한 후, 상기 조제계와 밀폐연결된 전해조 중에 상기 조제된 KF·2HF를 투입한다. 이 때문에, 전해조내에 투입된 KF·2HF는 수분을 흡수하지 않고, 즉 적은 산소함유량의 전해욕으로 할 수 있다. 이에 의해, 이 전해욕을 전기분해하여 얻어지는 F2가스 중에 포함되는 산소량을 발생초기의 단계로부터 매우 적은 것으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 F2가스 발생장치는 상기 조제계에는 상기 KF 또는 KF·HF중의 수분을 제거하는 수분제거수단이 부설되어 있는 것을 특징으로 한다.
KF 또는 KF·HF로부터 KF·2HF로 조제시에 산소량을 확실하게 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 F2가스 발생장치는 발생한 F2가스 중의 산소농도가 2% 이하인 것이 있다.
F2가스 중의 산소농도가 2% 이하, 바람직한 것은 0.2% 이하(2000ppm 이하), 또한 바람직하게는 0.02%이하(200ppm 이하)로 감소되어 있다. 이 때문에, 엑시머 레이저 발진용 가스나, 엑시머 레이저의 스텝퍼렌즈(CaF2단결정)의 표면처리가스로서 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 F2가스발생장치는 KF·2HF로 이루어진 전해욕을 전기분해하여 F2가스를 발생하는 F2가스발생장치에 있어서, KF 또는 KF·HF로부터 KF·2HF로 조제하는 조제계와, 상기 전해욕 및 상기 조제계에 HF를 공급하는 HF공급계와, 상기 조제계에 의해 조제된 KF·2HF를 전기분해하여 F2가스를 발생하는 F2가스발생계를 구비하여 이루어지고, 상기 조제계, HF공급계 및 F2가스 발생계의 각계마다 또는 각계 전체의 외부 분위기 중의 수분을 조정하는 수분 제어수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
조제계, HF공급계 및 F2가스 발생계의 각 계마다 또는 각계 전체의 외부 분위기 중의 수분을 조정하는 수분제어수단이 설치되어 있으므로 산소의 혼입을 확실하게 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 F2가스 발생장치는 상기 수분제어수단이 상기 각계 또는 각계 전체를 수납하는 내부의 분위기 제어가 가능한 하우징인 것이다.
수분제어수단이 분위기 제어가 가능한 하우징이므로, 각계 또는 각계 전체의분위기 습도의 조정도 용이하게 실시할 수 있다. 이에 의해, 산소의 혼입을 확실하게 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 F2가스 발생방법은 KF·2HF로 이루어진 전해욕을 전기분해하여 F2가스를 발생시키는 F2가스발생방법에 있어서, KF 또는 KF·HF중의 수분을 제거하는 수분제거수단이 부설되어 있는 KF 또는 KF·HF를 KF·2HF로 조제하는 조제계에 있어서, 상기 KF 또는 KF·HF를 소정시간, 진공 또는 불활성 가스 분위기하에서 가열, 탈기한 후 진공 또는 불활성 가스 분위기하에서 실온까지 냉각하고, 이어서 상기 조제계내에 HF 공급계로부터 기상화한 HF를 공급하여 상기 조제계내에서 상기 KF 또는 KF·HF와 상기 HF를 반응시켜 KF·2HF를 발생시키고, 상기 KF·2HF를 F2가스 발생계의 전해조에 공급한 후, 전기분해하여 저산소 농도의 F2가스를 발생시키는 것이다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 발생시키는 F2가스 중의 산소농도를 적게 하는 것이 가능해지고, 엑시머레이저 발진용 가스나, 엑시머 레이저의 스텝퍼렌즈(CaF2단결정)의 표면처리용 가스로서 사용하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 F2가스발생방법은 상기 조제계에서 상기 KF 또는 KF·HF를 200~300℃에서 가열하고, 상기 KF 또는 KF·HF의 흡착수 및 결정수를 제거하는 것이다.
이와 같이 하여, KF 또는 KF·HF 중의 수분을 확실하게 제거할 수 있다. 이에 의해, 수분중에 포함되는 산소를 제거하는 것이 가능해지고, 발생되는 F2가스 중의 산소농도를 F2가스발생초기의 단계부터 확실하게 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 F2가스는 KF 또는 KF·HF 중의 수분을 제거하는 수분제거수단이 부설되어 있는 KF 또는 KF·HF를 KF·2HF로 조제하는 조제계에 있어서, 상기 KF 또는 KF·HF를 소정시간, 진공 또는 불활성 가스 분위기하에서 가열, 탈기한 후, 진공 또는 불활성 가스 분위기하에서 실온까지 냉각하고, 이어서 상기 조제계내에 HF공급계로부터 기상화한 HF를 공급하여, 상기 조제계내에서 상기 KF 또는 KF·HF와 상기 HF를 반응시켜 KF·2HF를 발생시키고, 상기 KF·2HF를 F2가스 발생계의 전해조에 공급한 후, 전기분해하여 발생시키는 것이다. 따라서, 산소농도가 매우 낮은 고순도의 F2가스이므로, 반도체 제조용 각종 기간가스로서 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 F2가스는 산소농도가 2%이하이다.
F2가스중의 산소농도가 바람직하게는 0.2%이하(2000ppm 이하), 더욱 바람직하게는 0.02% 이하(200ppm이하)로 감소되어 있다. 이 때문에, 엑시머 레이저 발진용 가스나, 엑시머 레이저의 스텝퍼 렌즈(CaF2단결정)의 표면처리용 가스로서 사용할 수 있다.
이하, 도 1에 기초하여 본 발명의 실시형태의 일례를 설명한다.
본 실시형태에서의 F2가스 발생장치(G)는 KF·2HF로 이루어진 전해욕(24)을 전기분해하여 고순도의 F2가스를 발생하는 것으로서, KF 또는 KF·HF를 KF·2HF로 조제하는 조제계(A)와, 전해욕(24) 및 조제계(A)에 HF를 공급하는 HF공급계(B)와, 조제계(A)에 의해 조제된 KF·2HF를 전기분해하여 F2가스를 발생하는 F2가스발생계(C)를 구비하여 구성되어 있다.
도 1에서, KF 또는 KF·HF로부터 KF·2HF로 조제하는 조제계(A)는, KF(10)를 수납하는 Ni제의 용기(7a)와, 상기 용기(7a)를 밀폐하는 윗덮개(7b)로 구성되는 KF·2HF 조제장치(7)와, 상기 KF·2HF조제장치(7)의 용기(7a)를 덮고, 내부의 KF(10)를 가열하는 히터(9)와, 냉각용의 냉각수용 파이프(8)와, 윗덮개(7b)에 설치된 진공배기계(D)와 연결되는 진공배관(2)과, 불활성 가스 퍼지용 배관(3)과, KF(10)중에 삽입되고, HF공급계(B) 및 F2가스발생계(C)와 연결되어 있는 HF공급 겸 KF·2HF 송출배관(1)으로 구성되어 있다.
상기 조제계(A)에 HF를 공급하는 HF공급계(B)는 로드셀(12)상에 배치된 HF봄베(11)가 카스텐(13) 중에 설치되어 있다. 상기 카스텐(13)은 도시하지 않은 아크릴 스쿠러버에 연결되어 있다. HF봄베(11)의 표면은 히터(14)로 덮혀 있고, HF봄베(11)내를 소정의 온도로 유지하도록 하고 있다. 또한, 로드셀(12)에 의해 HF봄베(11)내에 가스량을 측정하고, 조제계(A) 및 F2가스발생계(C)로의 HF가스 공급량을 측정하고 있다. 상기 HF봄베(11)는 HF송출용 배관(5)에 의해 조제계(A)에 연결되어 있다.
F2가스발생계(C)는 KF·2HF계 혼합용융염으로 이루어진 전해욕(24)과, 상기 전해욕(24)을 수납하는 전해조(20)와, 전해욕(24)을 전기분해하는 양극(22)과 음극(23)을 주요부품으로 하여 구성되어 있다.
전해조(20)는 Ni, 모넬, 순철, 스텐레스강 등의 금속으로 일체로 형성되어 있다. 전해조(20)는 Ni 또는 모넬로 이루어진 격벽(27)에 의해 양극실(28) 및 음극실(29)로 분리되어 있다. 양극실(28)에는 저분극성 탄소로 이루어진 양극(22)이, 음극실(29)에는 Ni 또는 Fe로 이루어진 음극(23)이 배치되어 있다. 전해조(20)의 윗덮개(30)에는 양극실(28) 및 음극실(29)로부터 발생하는 F2가스 배출구(25)와, 음극실(7)로부터 발생하는 H2가스의 배출구(26)가 설치되어 있다. 또한, 전해조(20)는 전해조(20)내를 가열하는 히터(31)가 설치되어 있다. 또한, 히터(12)의 둘레에는 도시하지 않았지만 단열재가 설치되어 있다. 히터(12)는 리본타입의 것이나 니크롬선 등, 그 형태는 특별히 한정되지 않지만, 전해조(2)의 둘레 전체를 덮는 형상인 것이 바람직하다.
진공배기계(D)는 모레큘러시브(16)와 진공펌프(17)로 구성되어 있다. 그리고, 조제계(A)에 수납되어 있는 KF(10)를 히터(9)로 가열했을 때 KF(10)로부터 탈착해 오는 수분을 흡인한다.
다음에, 이상과 같이 구성되어 있는 F2가스 발생장치(G)의 작동에 대해서 설명한다.
미리 조제계(A)를 히터(9)에 의해 250~300℃에서 열처리를 실시한 후, 용기(7a)에 소정량의 KF(10)를 장진한다. 그리고, 진공 또는 초고순도 불활성 가스의 퍼지하에서 다시 250~300℃로 가열하고, 24~48시간 유지하여 KF(10)를 건조시킨다. 이 때, 진공배관밸브(2a)를 개방하고 밸브(3a) 및 밸브(4b)는 폐쇄한 상태로 하고, 진공배기계(D)에서 용기(7b)내를 배기한다. 이와 같이, KF(10)를 초고순도 불활성 가스의 퍼지하에서 다시 250~300℃로 가열하여 24~48시간 열처리함으로써 KF(10) 중의 흡착수 및 결정수를 탈착시킬 수 있다.
KF의 열중량법(Thermogravimetry, 이하 TG라고 함.), 시차열분석법(Differential Thermal Analysis, 이하, DTA라고 함)을 실시한 바, 43.4℃, 64.4℃, 90.8℃ 및 151.6℃의 흡열피크가 관찰되었다. 이 중, 43.4℃, 64.4℃, 90.8℃에서의 흡열피크는 흡착수, 151.6℃의 피크는 결정수의 탈착에 의한 것이다. 원료가 되는 KF의 흡착수는 상술한 반응식 1로 나타나는 반응에 의해 용이하게 분해되는 것으로 생각된다. 그러나, DTA의 151.6℃에 나타나는 흡열피크에 대응하는 결정수는 KF와의 상호작용이 강한 것과, 전해욕에 주로 포함되는 HF가 수소결합에 의한 네트워크를 만들고 있는 점에서, 상기 결정수는 미량이 되면 확산되기 어려워지고, 배제하기 어려워지는 것으로 생각된다. 그래서, 상술한 바와 같이 KF를 초고순도 불활성 가스의 퍼지하에서 다시 250~300℃로 가열하여 24~48시간, 바람직한 것은 10~30시간 열처리해 둠으로써, 상기 결정수를 탈착하는 것이 가능해진다.
그 후, 실온까지 냉각하여 밸브(2a)를 폐쇄하고, 밸브(4b) 및 밸브(3a)를 개방한다. 이 때, 미리 라인히터(15)로 고순도 불활성 가스용 배관(4)을 30~35℃로 예열해 둔다. 그리고, 히터(14)에 의해 HF봄베(11)를 가열하여 HF를 가스화하고, 밸브(5)를 개방하면 서서히 조제계(A)의 KF(10) 중에 HF가 도입된다. 이 때, KF(10)와 HF의 반응이 격렬해지고 발열하므로 냉각수용 파이프(8)에 물을 흘리고, KF·2HF 조제장치(7)를 냉각하여, 온도가 100℃이상이 되는 것을 방지한다. 온도가 100℃를 초과하여 200℃에 이르면 HF의 격렬한 갑작스런 상승이 발생하고, 폭발과 비슷한 상태를 나타내게 되기 때문이다.
이와 같이 하여 조제계(A)에 HF를 도입해 가고 KF(10)에 대한 HF가 KF·HF의 몰비 보다도 높아지면 HF의 공급속도를 높일 수 있다. 그리고, HF공급계(B)의 로드셀(12)에 의해 소정량의 HF가 조제계(A)에 공급된 것을 확인한 후, 밸브(5a)를 폐쇄함과 동시에 밸브(4a)를 개방하고, 고순도 불활성 가스를 배관(1)으로부터 도입하여 불활성 가스 퍼지용 배관(3)으로부터 배기한다. 이것은, 배관(1) 중의 HF가 KF(10)이 KF·2HF로 조제된 KF·2HF중에 급격하게 흡수됨으로써 KF·2HF의 배관(1)중으로의 역류고화를 방지하기 위함이다.
그리고, 적당시간 불활성가스에서, 조제계(A)내를 퍼지한 후, 밸브(4b)를 폐쇄한다. 이어서, 불활성 가스 퍼지용 배관(3)으로부터 불활성 가스를 공급한다. 이와 동시에, 밸브(18) 및 밸브(19)를 개방한다. 조제계(A)는 불활성 가스 퍼지용 배관(3)으로부터 도입되는 불활성 가스의 가스압에 의해, 조제된 KF·2HF를 배관(1)으로부터 F2가스 발생계(C)의 전해조(20)내에 송출한다. 이 때, 전해조(20)는 미리 250~300℃에서 열처리해 두고 흡착수 등을 탈착해 둔다.
이와 같이, 본 발명에 관한 F2가스 발생장치에서는 수분흡착량이 적은 고순도의 KF·2HF를 공기에 접촉시키지 않고, F2가스 발생장치의 전해조내에 공급할 수 있고, 전해조 중에 고순도의 전해욕 KF·2HF욕을 건욕할 수 있다. 이에 의해, 전해욕의 산소농도는 매우 감소된 것이 된다.
또한, 조제계(A), HF 공급계(B) 및 F2가스 발생계(C)의 각계 각각을 분위기 제어가 가능한 하우징 중에 수납하도록 할 수도 있다. 이에 의해, 각계의 외부 분위기의 습도를 조정할 수 있고, 각계내에 혼입하는 산소를 억제할 수 있다. 또한, 각계 전체, 즉 F2가스 발생장치(G)를 하나의 하우징내에 수납할 수 있다. 또한 이들 전체의 계를 클린룸 내에 설치함으로써, 분위기 제어가 가능한 하우징내에 수납하는 것과 동일한 효과를 얻을 수도 있다. 이와 같이, 각 계내로의 산소의 혼입을 억제함으로써 보다 확실하게 발생하는 F2가스 중의 산소농도를 감소시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 관한 F2가스 발생장치 및 F2가스 발생방법은 상술한 실시형태예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
이하, 실시예에 의해 본 발명에 관한 F2가스 발생장치를 구체적으로 설명한다.
(실시예 1)
도 1에 도시한, F2가스 발생장치(G)에서 미리 조제계(A)를 히터(9)에 의해 250~300℃에서 열처리를 실시한 후, 용기(7a)에 KF(10)를 장진하고, 순도 99.9999%의 고순도 N2가스의 퍼지하에서 다시 250~300℃로 가열하고 24~48시간 유지하여 KF(10)를 건조시켰다. 그 후, 실온까지 냉각하고 HF를 조제계(A)의 KF(10)중에 도입했다. 이 때, 냉각수용 파이프(8)에 물을 흘리고 KF·2HF 조제장치(7)를 냉각하여, 온도가 100℃ 이하가 되도록 했다. 그리고, HF공급계(B)의 로드셀(12)에 의해 소정량의 HF가 조제계(A)에 공급된 것을 확인한 후, 고순도 N2가스로 적당시간 조제계(A)내를 퍼지한 후 고순도 N2가스를 공급하고, 그 가스압에 의해, 조제된 KF·2HF를 배관(1)으로부터 F2가스 발생계(C)의 전해조(20)내에 송출하고, 욕량(71)의 전해욕을 건욕했다. 그리고, F2가스 발생계(C)에서 양극에 탄소전극, 음극에 Ni전극을 사용하여 10A/d㎡의 인가전류밀도로 정전류 전해를 실시했다. 그리고, 약 100Ahr의 통전량의 시점에서 가스 크로마토그래피에 의해 발생된 F2가스 중의 O2량을 측정한 바, 약 650ppm이었다.
(실시예 2)
실시예 1과 동일한 KF·2HF를 전해욕으로서 사용하고, F2가스 발생계(C)에서 양극에 탄소전극, 음극에 Ni전극을 사용하여, 15A/d㎡의 인가전류밀도에서 정전류 전해를 실시했다. 그리고, 약 100Ahr의 통전량의 시점에서 가스 크로마토그래피에 의해, 발생한 F2가스 중의 O2량을 측정한 바, 약 450ppm이었다.
(실시예 3)
실시예 1과 동일한 KF·2HF를 전해욕으로서 사용하고, F2가스 발생계(C)에서 양극에 탄소전극, 음극에 Ni전극을 사용하여 2A/d㎡의 인가전류밀도로 정전류 전해를 실시했다. 그리고, 약 100Ahr의 통전량의 시점에서 가스 크로마토그래피에 의해, 발생한 F2가스 중의 O2량을 측정한 바, 약 950ppm이었다.
(실시예 4)
실시예 1과 동일한 KF·2HF를 전해욕으로서 사용하고, F2가스 발생계(C)를 수분제어수단인 도시하지 않은 하우징내에 수납하고, 하우징 내부의 습도를 40%로 제어하고 양극에 탄소전극, 음극에 Ni전극을 사용하여 20A/d㎡의 인가전류밀도에서 정전류 전해를 실시했다. 그리고, 약 100Ahr의 통전량의 시점에서, 가스 크로마토그래피에 의해 발생한 F2가스 중의 O2량을 측정한 바, 약 70ppm이었다.
(비교예 1)
종래의 방법으로 조정된 KF·2HF를 전해욕으로 사용하고 F2가스 발생계(C)에서 양극에 탄소전극, 음극에 Ni 전극을 사용하여, 10A/d㎡의 인가전류밀도로 정전류 전해를 실시했다. 그리고, 약 100Ahr의 통전량의 시점에서 가스 크로마토그래피에 의해, 발생한 F2가스 중의 O2량을 측정한 바 약 30000ppm이었다.
(비교예 2)
종래의 방법으로 조정된 KF·2HF를 전해욕으로 사용하고 F2가스 발생계(C)에서 양극에 탄소전극, 음극에 Ni 전극을 사용하여, 15A/d㎡의 인가전류밀도로 정전류 전해를 실시했다. 그리고, 약 100Ahr의 통전량의 시점에서 가스 크로마토그래피에 의해 발생한 F2가스 중의 O2량을 측정한 바 약 25000ppm이었다.
(비교예 3)
실시예 1과 동일한 KF·2HF를 전해욕으로 사용하고 F2가스 발생계(C)에서 양극에 탄소전극, 음극에 Ni 전극을 사용하여, 1A/d㎡의 인가전류밀도로 정전류 전해를 실시했다. 그리고, 약 100Ahr의 통전량의 시점에서 가스 크로마토그래피에 의해 발생한 F2가스 중의 O2량을 측정한 바 약 21000ppm이었다.
도 2에 상기 실시예 1 및 비교예 1, 3의 경우의 통전량과, F2가스 중의 O2량의 관계를 나타낸다.
도 2에 도시한 바와 같이, KF를 건조하여 수분을 탈착한 후, KF·2HF로 조정한 것을 전해욕으로 사용한 실시예 1의 것은 F2가스 발생초기로부터 F2가스 중의 산소량이 적은 것을 알 수 있다.
본 발명은 이상과 같이 구성되어 있고, KF가 건조되어 표면의 흡착수나 결정수가 탈착된 후, KF·2HF를 사용함으로서 F2가스 발생의 초기부터, 함유하는 산소농도가 매우 낮은 F2가스를 안정하게 발생시키는 것이 가능해진다.

Claims (9)

  1. KF·2HF로 이루어진 전해욕을 전기분해하여 F2가스를 발생시키는 F2가스 발생장치에 있어서,
    KF 또는 KF·HF를 KF·2HF로 조제하는 조제계,
    상기 전해욕 및 상기 조제계에 HF를 공급하는 HF공급계, 및
    상기 조제계에 의해 조제된 KF·2HF를 전기분해하여 F2가스를 발생시키는 F2가스 발생계를 구비하는 것을 특징으로 하는 F2가스 발생장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조제계에는 상기 KF 또는 KF·HF중의 수분을 제거하는 수분제거수단이 부설되어 있는 것을 특징으로 하는 F2가스 발생장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    발생한 F2가스 중의 산소농도는 2% 이하인 것을 특징으로 하는 F2가스 발생장치.
  4. KF·2HF로 이루어진 전해욕을 전기분해하여 F2가스를 발생시키는 F2가스 발생장치에 있어서,
    KF 또는 KF·HF로부터 KF·2HF로 조제하는 조제계,
    상기 전해욕 및 상기 조제계에 HF를 공급하는 HF공급계, 및
    상기 조제계에 의해 조제된 KF·2HF를 전기분해하여 F2가스를 발생시키는 F2가스 발생계를 구비하여 이루어지고,
    상기 조제계, HF공급계 및 F2가스 발생계의 각 계마다 또는 각계 전체의 외부 분위기 중의 수분을 조정하는 수분제어수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 F2가스 발생장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수분제어수단은, 상기 각계 또는 각계 전체를 수납하는 내부의 분위기 제어가 가능한 하우징인 것을 특징으로 하는 F2가스 발생장치.
  6. KF·2HF로 이루어진 전해욕을 전기분해하여 F2가스를 발생시키는 F2가스 발생방법에 있어서,
    KF 또는 KF·HF 중의 수분을 제거하는 수분제거수단이 부설되어 있는 KF 또는 KF·HF를 KF·2HF로 조제하는 조제계에서, 상기 KF 또는 KF·HF를 소정시간, 진공 또는 불활성 가스 분위기하에서 가열, 탈기한 후, 진공 또는 불활성 가스 분위기하에서 실온까지 냉각하고, 다음에 상기 조제계내에 HF 공급계로부터 기상화한 HF를 공급하여 상기 조제계 내에서 상기 KF 또는 KF·HF와 상기 HF를 반응시켜 KF·2HF를 발생시키고, 상기 KF·2HF를 F2가스 발생계의 전해조에 공급한 후, 전기분해하여 저산소 농도의 F2가스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 F2가스 발생방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 조제계에서 상기 KF 또는 KF·HF를 200~300℃에서 가열하여 상기 KF 또는 KF·HF의 흡착수 및 결정수를 제거하는 것을 특징으로 하는 F2가스 발생방법.
  8. KF 또는 KF·HF 중의 수분을 제거하는 수분제거수단이 부설되어 있는 KF 또는 KF·HF를 KF·2HF로 조제하는 조제계에 있어서,
    상기 KF 또는 KF·HF를 소정시간, 진공 또는 불활성 가스 분위기하에서 가열, 탈기한 후 진공 또는 불활성 가스 분위기하에서 실온까지 냉각하고, 다음에 상기 조제계내에 HF공급계로부터 기상화한 HF를 공급하여 상기 조제계내에서 상기 KF 또는 KF·HF와 상기 HF를 반응시켜 KF·2HF를 발생시키고, 상기 KF·2HF를 F2가스 발생계의 전해조에 공급한 후, 전기분해하여 발생되는 것을 특징으로 하는 F2가스.
  9. 제 8 항에 있어서,
    산소농도가 2% 이하인 것을 특징으로 하는 F2가스.
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