KR20060010539A - Apparatus for manufacturing fluoride gas using in semiconductor process - Google Patents

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KR20060010539A
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문상영
김선갑
전재강
신상호
장성정
한동훈
김왕근
이상곤
김종산
한중기
김호왕
남태영
하상선
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주식회사 아토
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    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01009—Fluorine [F]

Abstract

본 발명은 반도체 공정용 불소가스 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 불소방 상부의 높이를 증가시켜 장치의 이상 발생시에도 전해액이 불소 배출관 또는 수소 배출관으로 유출되는 것을 방지하며, 전해액의 비말이 불소 배출관 또는 수소 배출관으로 유입되는 것을 방지하는 반도체 공정용 불소가스 제조장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for producing fluorine gas for semiconductor processes, and more particularly, to increase the height of the upper portion of the fluorine chamber to prevent the electrolyte from flowing out to the fluorine discharge tube or the hydrogen discharge tube even when an abnormality occurs in the apparatus, and the splash of the electrolyte solution is fluorine. The present invention relates to a fluorine gas production apparatus for a semiconductor process which prevents the discharge pipe or the hydrogen discharge pipe from being introduced.

Description

반도체 공정용 불소가스 제조장치{Apparatus for Manufacturing Fluoride Gas Using in Semiconductor Process}Apparatus for Manufacturing Fluoride Gas Using in Semiconductor Process

도 1은 종래의 반도체 공정용 불소가스 제조장치의 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional fluorine gas production apparatus for a semiconductor process.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 공정용 불소가스 제조장치의 단면도.2 is a cross-sectional view of a fluorine gas production apparatus for a semiconductor process according to the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

100 - 전해조 120 - 상부커버100-Electrolyzer 120-Top cover

200 - 전극판 220 - 양극판200-electrode plate 220-anode plate

230 - 불소방 240 - 음극판230-Fluoride chamber 240-Negative plate

250 - 수소방 300 - 격벽250-Hydrogen Chamber 300-Bulkhead

400 - 격막400-diaphragm

본 발명은 반도체 공정용 불소가스 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 불소방 상부의 높이를 증가시켜 장치의 이상 발생시에도 전해액이 불소 배출관 또는 수소 배출관으로 유출되는 것을 방지하며, 전해액의 비말이 불소 배출관 또는 수소 배출관으로 유입되는 것을 방지하는 반도체 공정용 불소가스 제조장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for producing fluorine gas for semiconductor processes, and more particularly, to increase the height of the upper portion of the fluorine chamber to prevent the electrolyte from flowing out to the fluorine discharge tube or the hydrogen discharge tube even when an abnormality occurs in the apparatus, and the splash of the electrolyte solution is fluorine. The present invention relates to a fluorine gas production apparatus for a semiconductor process which prevents the discharge pipe or the hydrogen discharge pipe from being introduced.

일반적으로 불소가스는 반도체 제조분야에서 많이 사용되는 중요한 가스로서 불소가스 자체로 사용되거나, 반도체의 클리닝 가스나 드라이 에칭용 가스로 사용되는 삼불화 질소가스(이하 NF3 가스), 불화 네온가스(이하, NeF 가스), 불화 아르곤 가스(이하, ArF 가스), 불화 크립톤 가스(이하, KrF가스)의 합성에 사용된다. 반도체 제조분야에 사용되는 불소가스 또는 합성가스는 불순물이 적은 고순도 가스가 사용된다.In general, fluorine gas is an important gas that is frequently used in the semiconductor manufacturing field, and is used as fluorine gas itself, nitrogen trifluoride gas (hereinafter referred to as NF 3 gas) or neon fluoride gas (hereinafter referred to as gas for cleaning or dry etching of semiconductors). , NeF gas), argon fluoride gas (hereinafter referred to as ArF gas) and krypton fluoride gas (hereinafter referred to as KrF gas). Fluorine gas or synthesis gas used in the semiconductor manufacturing field is a high purity gas with little impurities.

반도체 제조분야에서 불소가스는 불소가스가 충전된 가스봄베로부터 필요한 부분으로 공급되어 왔다. 그러나 이러한 가스봄베를 이용한 불소가스의 공급시에는 고압으로 충진되어 있는 가스봄베의 보관, 가스봄베의 재고관리, 안전성의 확보 등이 문제되어 왔다. 따라서 최근에는 불소가스가 필요한 현장에 반도체 공정용 불소가스 제조장치를 설치하여 불소가스를 직접 공급하는 방법이 사용되고 있다.In semiconductor manufacturing, fluorine gas has been supplied as necessary from a gas cylinder filled with fluorine gas. However, the supply of fluorine gas using such a gas cylinder has been a problem such as storage of the gas cylinder filled with high pressure, inventory management of the gas cylinder, ensuring safety. Therefore, in recent years, a method of directly supplying fluorine gas by installing a fluorine gas manufacturing apparatus for semiconductor processing at a site where fluorine gas is required has been used.

종래의 불소가스를 제조하기 위한 반도체 공정용 불소가스 제조장치는, 도 1을 참조하여 보면, 전해조(10)와 전극판(20) 및 격벽(30)을 포함하여 형성된다.The fluorine gas manufacturing apparatus for a semiconductor process for manufacturing the conventional fluorine gas is formed including the electrolytic cell 10, the electrode plate 20, and the partition 30 with reference to FIG.

상기 전해조(10)는 Ni, 모넬, 스테인레스 재질을 사용하여 박스 타입으로 형성되며, 내부에는 KF·2HF 전해액(11)이 소정 높이까지 채워진다. 상기 전해조(10)의 상부는 상부커버(12)에 의하여 밀폐되며, 상부커버(12)에는 상기 전극판(20)의 양극판(22)에 전기를 공급하기 위한 양극탭(14)과 음극판(24)에 전기를 공급하기 위한 음극탭(15) 및 전해액의 전기분해에 의하여 발생되는 불소가스와 수소가스를 배출하기 위한 배출관(16,17)이 포함되어 형성된다. 또한 전해조의 하부에는 음극판(24)을 지지하기 위한 지지수단(18)이 형성된다.The electrolyzer 10 is formed in a box type using Ni, Monel, and stainless materials, and the KF · 2HF electrolyte 11 is filled to a predetermined height. The upper part of the electrolytic cell 10 is sealed by the upper cover 12, the upper cover 12, the positive electrode tab 14 and the negative electrode plate 24 for supplying electricity to the positive electrode plate 22 of the electrode plate 20 A negative electrode tab 15 for supplying electricity to the () and discharge pipes (16, 17) for discharging the fluorine gas and hydrogen gas generated by the electrolysis of the electrolyte is formed. In addition, the support means 18 for supporting the negative electrode plate 24 is formed in the lower portion of the electrolytic cell.

상기 전극판(20)은 양극판(22)과 음극판(24)으로 형성되며, 상기 전해조(10)의 상부커버(12) 및 전해조(10)에 절연되면서 고정되고 각각 양극탭(14)과 음극탭(15)에 의하여 전원공급장치(도면에 표시되지 않음)에 연결된다.The electrode plate 20 is formed of a positive electrode plate 22 and a negative electrode plate 24 and is fixed while being insulated from the upper cover 12 and the electrolytic cell 10 of the electrolytic cell 10, respectively, and the positive electrode tab 14 and the negative electrode tab, respectively. (15) to the power supply (not shown).

상기 양극판(22)은 다공질의 흑연성형체, 니켈, 백금 등이 재질이 사용되어 형성된다. 상기 양극판(22)은 상기 전해조(10)의 중앙에 위치되도록 상기 상부커버(12)의 중앙에 고정된다. 상기 양극판(22)에서는 전해액(11)의 전기분해 반응에 의하여 불소가스가 발생되며, 불소가스는 전해액(11)이 양극판(22)에 잘 적셔지지 않으므로 대부분 양극판(22)의 표면을 따라 전해조(10)의 상부로 상승하게 된다. 상기 전해조(10)의 상부에서 전해액(11)의 표면과 상기 격벽(30) 및 상부커버(12)에 의하여 형성되는 공간은 불소방(23)으로서 양극판(22)에서 발생되는 불소가스가 포집된다.The positive electrode plate 22 is formed of a porous graphite molded body, nickel, platinum, or the like. The positive plate 22 is fixed to the center of the upper cover 12 to be located in the center of the electrolytic cell 10. In the positive electrode plate 22, fluorine gas is generated by the electrolytic reaction of the electrolyte solution 11, and since the fluorine gas is not wetted with the positive electrode plate 22, the electrolytic cell is mostly along the surface of the positive electrode plate 22. 10) will rise to the top. In the upper portion of the electrolytic cell 10, the space formed by the surface of the electrolyte solution 11 and the partition 30 and the upper cover 12 is a fluorine chamber 23, in which fluorine gas generated in the positive electrode plate 22 is collected. .

상기 음극판(24)은 통상 니켈 재질로 상기 양극판(22)과 소정거리 이격되어 상기 양극판(22)의 양면에 대향되도록 형성되며, 상기 전해조(10) 하부의 지지수단(18)에 의하여 지지되어 고정된다. 상기 음극판(24)에서는 전기분해 반응에 의하여 수소가스가 발생되며, 전해액(11)이 잘 적셔지므로 수소가스는 상기 음극판(24)에서 멀리 떨어진 곳까지 이동되면서 상승하게 된다. 상기 전해조(10)의 상부에서 전해조(10)의 외벽과 전해액(11)의 표면과 격벽(30) 및 상부커버(12)에 의하여 형성되는 공간은 수소방(25)으로서 음극판(24)에서 발생되는 수소가스가 포집된다. The negative electrode plate 24 is formed of a nickel material so as to be spaced apart from the positive electrode plate 22 by a predetermined distance so as to face both sides of the positive electrode plate 22, and is supported and fixed by the support means 18 below the electrolytic cell 10. do. In the negative electrode plate 24, hydrogen gas is generated by the electrolysis reaction, and the electrolyte 11 is well wetted, so that the hydrogen gas moves up to a far distance from the negative electrode plate 24. The space formed by the outer wall of the electrolytic cell 10, the surface of the electrolytic solution 11, the partition wall 30, and the upper cover 12 in the upper part of the electrolytic cell 10 is generated in the negative electrode plate 24 as the hydrogen chamber 25. Hydrogen gas is collected.                         

상기 격벽(30)은 니켈 또는 모넬 또는 스테인레스 재질로 형성되어 상기 양극판(22)과 음극판(24) 사이에서 상기 전해액(11)의 소정깊이까지 잠기도록 상기 상부커버(12)에 고정되며, 상기 전해조(10)에서 전해액(11)의 상부 공간을 두 개의 공간으로 분리하게 된다. 즉 상기 격벽(30)은 상기 전해조(10)의 상부공간을 상기 양극판(22)이 위치하여 불소가스가 포집되는 불소방(23)과 상기 음극판(24)이 위치하여 수소가스가 포집되는 수소방(25)으로 분리하게 된다. The partition wall 30 is formed of nickel, monel or stainless steel and is fixed to the upper cover 12 so as to be locked to a predetermined depth of the electrolyte solution 11 between the positive electrode plate 22 and the negative electrode plate 24. In (10), the upper space of the electrolyte solution 11 is separated into two spaces. That is, the partition wall 30 is a hydrogen chamber in which the positive electrode plate 22 is located in the upper space of the electrolytic cell 10 where the fluorine room 23 and the negative electrode plate 24 are located, and hydrogen gas is collected. Separated by (25).

한편, 상기 전해조(10)에 충진된 KF·2HF 전해액에서 일어나는 전기분해 반응은 상기 양극판(22)과 음극판(24) 사이에 전압이 인가되어 진행된다. 이러한 전기분해 반응에 의하여 양극판(22)과 음극판(24)에서 불소가스와 수소가스가 제조되는 반응식은 다음과 같다.On the other hand, the electrolysis reaction occurring in the KF 2HF electrolyte solution filled in the electrolytic cell 10 proceeds by applying a voltage between the positive electrode plate 22 and the negative electrode plate 24. The reaction formula for producing fluorine gas and hydrogen gas in the positive electrode plate 22 and the negative electrode plate 24 by the electrolysis reaction is as follows.

양극반응(anode reaction)Anode reaction

(HF)nF- = (HF)n + ½F2 + e- ------------식(1)(HF) n = F- (HF) n + ½F 2 + e - ------------ formula (1)

음극반응(cathode reaction)Cathode reaction

(HF)nH+ + e- = (HF)n + ½H2 ------------식(2) (HF) n H + + e - = (HF) n + ½H 2 ------------ formula (2)

따라서 상기 양극판(22)에서는 불소가스가 발생되어 상기 양극판(22)을 따라 상승하며, 상기 불소방(23)에 포집되어 상기 상부커버(12)에 형성된 불소 배출관(16)을 통하여 배출하게 된다. 상기 음극판(24)에서는 수소가스가 발생되어 상부로 상승하며, 상기 수소방(25)에 포집되어 상기 상부커버(12)에 형성된 수소 배출관 (17)을 통하여 배출하게 된다.Therefore, fluorine gas is generated in the positive electrode plate 22 and rises along the positive electrode plate 22, and is collected in the fluorine chamber 23 and discharged through the fluorine discharge pipe 16 formed in the upper cover 12. In the negative electrode plate 24, hydrogen gas is generated to rise to the upper side, and is collected in the hydrogen chamber 25 and discharged through the hydrogen discharge pipe 17 formed in the upper cover 12.

상기와 같은 불소가스 발생과정에서는 상기 전해조(10)의 전해액(11)이 별도의 가열장치(도면에 표시하지 않음)에 의하여 80도 이상으로 가열된 상태로 유지되어 진행되므로 전기분해 반응 중에는 전해액이 증발되어 형성되는 비말, 불화가스등이 함께 발생되어 불소 배출관(16) 또는 수소 배출관(17)을 통하여 배출된다. 상기 전해액의 비말이 상기 불소 배출관(16) 또는 수소 배출관(17)의 소정위치에 누적되어 쌓이게 되면 상기 불소 배출관(16) 또는 수소 배출관(17)을 막게 되며, 전해조(10)의 불소방(23) 또는 수소방(25)의 내부 압력 상승이 유발된다. 상기 수소방(25)의 압력이 증가되면 반대로 불소방(23)의 전해액 높이가 증가되며 전해액이 불소 배출관(16)을 통하여 흐르게 된다. 상기 전해조(10)의 전해액(11)은 80도 정도에서는 액상으로 유동성을 갖지만 상온에서는 고상으로 변하게 된다. 따라서 불소 배출관(16)으로 흘러 들어간 전해액은 고상으로 변하여 불소 배출관(16)을 막게 된다. 반대로 불소 배출관(16)이 막히면 수소 배출관(17)으로 전해액이 유출되어 수소 배출관(17)이 막히게 된다.In the fluorine gas generation process as described above, since the electrolyte solution 11 of the electrolytic cell 10 is maintained at a temperature of 80 degrees or more by a separate heating device (not shown), the electrolyte solution is performed during the electrolysis reaction. Drops, fluorinated gases, etc., formed by evaporation are generated together and discharged through the fluorine discharge pipe 16 or the hydrogen discharge pipe 17. When the droplets of the electrolyte accumulate and accumulate at predetermined positions of the fluorine discharge pipe 16 or the hydrogen discharge pipe 17, the fluorine discharge pipe 16 or the hydrogen discharge pipe 17 is blocked, and the fluorine chamber 23 of the electrolytic cell 10 is accumulated. Or a rise in the internal pressure of the hydrogen chamber 25 is caused. When the pressure of the hydrogen chamber 25 is increased, the electrolyte height of the fluorine chamber 23 is increased, and the electrolyte flows through the fluorine discharge pipe 16. The electrolytic solution 11 of the electrolytic cell 10 has fluidity in the liquid phase at about 80 degrees, but changes to a solid phase at room temperature. Therefore, the electrolyte flowing into the fluorine discharge pipe 16 is turned into a solid phase to block the fluorine discharge pipe 16. On the contrary, when the fluorine discharge pipe 16 is blocked, the electrolyte flows out to the hydrogen discharge pipe 17, thereby blocking the hydrogen discharge pipe 17.

이러한 현상은 상대적으로 전해액과의 경계면인 단면적이 작은 불소방(23)에서 더욱 문제가 된다. 즉 상기 전해조(10)의 상부에서 불소방(23)은 내부에 형성되고 수소방(25)은 외부에 형성되므로 불소방(23)의 단면적과 체적이 상대적으로 작게 된다. 따라서 상기 수소방(25)의 수소 배출관(17)이 막혀서 수소방(25)의 압력이 증가되어 전해액의 수위가 낮아지면 상대적으로 불소방(23)의 수위는 급격히 높아지게 된다. 따라서 불소방(23)의 전해액이 불소 배출관(16)으로 흘러나가게 된 다.This phenomenon becomes more problematic in the fluorine chamber 23 having a relatively small cross-sectional area, which is an interface with the electrolyte. That is, since the fluorine chamber 23 is formed inside and the hydrogen chamber 25 is formed at the outside of the electrolytic cell 10, the cross-sectional area and volume of the fluorine chamber 23 are relatively small. Therefore, when the hydrogen discharge pipe 17 of the hydrogen chamber 25 is blocked and the pressure of the hydrogen chamber 25 is increased to lower the level of the electrolyte, the water level of the fluorine chamber 23 is rapidly increased. Therefore, the electrolyte of the fluorine room 23 flows out to the fluorine discharge pipe 16.

이러한 문제를 방지하기 위해서 상기 불소방(23)과 수소방(25)의 압력차이가 발생되면 압력차이를 감지하는 차압센서(도면에 표시하지 않음)가 작동하여 전기분해반응을 중지시키게 된다. 그러나 일단 상기 불소방(23)과 수소방(25)의 압력차이가 발생되면 차압센서가 작동하더라도 전기분해 반응이 중지되더라도 이미 생성된 수소가스는 계속해서 수소방(25)으로 유입되므로 불소방(23)의 수위가 높아지는 것을 즉시 멈추게 할 수는 없게 된다. 따라서 불소방의 전해액이 불소 배출관으로 흘러나가는 것을 방지하는 데 한계가 있게 된다.In order to prevent such a problem, when a pressure difference between the fluorine room 23 and the hydrogen room 25 is generated, a differential pressure sensor (not shown) that detects the pressure difference is operated to stop the electrolysis reaction. However, once the pressure difference between the fluorine room 23 and the hydrogen room 25 is generated, even if the differential pressure sensor is operated, the generated hydrogen gas continues to flow into the hydrogen room 25 even if the electrolysis reaction is stopped. It is not possible to stop the water level in 23) from rising immediately. Therefore, there is a limit in preventing the electrolyte of the fluorine room from flowing out to the fluorine discharge pipe.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 창출된 것으로서, 불소방 상부의 높이를 증가시켜 장치의 이상 발생시에도 전해액이 불소 배출관 또는 수소 배출관으로 유출되는 것을 방지하며, 전해액의 비말이 불소 배출관 또는 수소 배출관으로 유입되는 것을 방지하는 반도체 공정용 불소가스 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created in order to solve the above problems, to increase the height of the upper portion of the fluorine room to prevent the electrolyte from flowing out to the fluorine discharge pipe or hydrogen discharge pipe even when an abnormality of the device, the splash of the electrolyte is discharged to the fluorine discharge pipe or hydrogen discharge pipe It is an object of the present invention to provide a fluorine gas production apparatus for a semiconductor process to prevent the flow into.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 안출된 본 발명의 반도체 공정용 불소가스 제조장치는 전해액이 소정높이로 충진되고 상단개구부가 상부커버에 의하여 밀봉되며, 상기 전해액 상부의 공간이 상기 상부커버에 설치되는 격벽에 의하여 불소방과 수소방으로 분리되는 전해조를 포함하는 반도체 공정용 불소가스 제조장치에 있어서, 상기 불소방의 높이가 상기 수소방의 높이보다 높게 형성되는 것을 특 징으로 한다.In order to solve the above problems, the fluorine gas manufacturing apparatus for semiconductor process of the present invention has an electrolyte filled to a predetermined height and the upper opening is sealed by an upper cover, and the space above the electrolyte is installed on the upper cover. In the apparatus for producing a fluorine gas for a semiconductor process including an electrolytic cell separated into a fluorine chamber and a hydrogen chamber by a partition, the height of the fluorine chamber is formed to be higher than the height of the hydrogen chamber.

또한 본 발명에서 상기 상부커버는 상기 불소방의 상부에 위치되며 불소 배출관이 형성되는 중앙커버와 상기 수소방의 상부에 위치되며 수소 배출관이 형성되는 외측커버를 포함하며, 상기 중앙커버의 상기 전해액 표면으로부터의 높이는 상기 외측커버의 상기 전해액 표면으로부터의 높이보다 적어도 2배 높게 형성될 수 있다 In addition, the upper cover in the present invention is located in the upper portion of the fluorine chamber and the central cover is formed with a fluorine discharge pipe and the outer cover is located in the upper portion of the hydrogen chamber formed hydrogen discharge pipe, the electrolyte surface of the central cover The height from the at least two times higher than the height from the electrolyte surface of the outer cover can be formed.

또한 본 발명에서 상기 불소방은 상기 불소방의 체적 대 상기 수소방의 체적의 비가 0.5 내지 1.5로 형성되도록 상기 불소방의 높이가 형성될 수 있으며, 바람직하게는 0.8 내지 1.2로 형성된다.In the present invention, the height of the fluorine room may be formed so that the ratio of the volume of the fluorine room to the volume of the hydrogen room is 0.5 to 1.5, preferably from 0.8 to 1.2.

또한 본 발명에서 상기 불소 배출관과 수소 배출관의 입구에 설치되어 전해액의 비말이 유입되는 것을 방지하는 격막을 더 포함하여 형성되어 형성될 수 있다. 이 때 상기 격막은 적어도 2개의 판상이 겹쳐서 형성되거나 메쉬형태로 형성될 수 있다. 또한 상기 격막은 하방방향으로 경사지게 형성될 수 있다.In addition, the present invention may be formed and formed further including a diaphragm which is installed at the inlet of the fluorine discharge pipe and the hydrogen discharge pipe to prevent the splash of the electrolyte solution flows in. At this time, the diaphragm may be formed by overlapping at least two plate-like or in the form of a mesh. In addition, the diaphragm may be formed to be inclined downward.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 공정용 불소가스 제조장치의 단면도를 나타낸다.Figure 2 shows a cross-sectional view of the fluorine gas production apparatus for a semiconductor process according to the present invention.

본 발명에 따른 반도체 공정용 불소가스 제조장치는, 도 2를 참조하여 보면, 전해조(100)와 전극판(200) 및 격벽(300)을 포함하여 형성된다. 또한 상기 반도체 공정용 불소가스 제조장치는 격막(400)을 포함하여 형성될 수 있다. The apparatus for manufacturing a fluorine gas for a semiconductor process according to the present invention, with reference to FIG. 2, is formed including an electrolytic cell 100, an electrode plate 200, and a partition wall 300. In addition, the fluorine gas manufacturing apparatus for a semiconductor process may include a diaphragm 400.                     

상기 전해조(100)는 Ni, 모넬, 스테인레스스틸 재질등 부식에 강한 재질을 사용하여 상단이 개방된 박스 타입으로 형성되며 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 전해조(100)의 내부에는 전해액(110)이 소정 높이까지 충진되며, 전해액으로는 KF·2HF 혼합염이 사용된다. 상기 전해액(110)은 전기분해반응에 의하여 소모되는 정도에 따라 별도의 공급장치(도면에 표시하지 않음)에 의하여 보충되어 소정량이 유지되도록 한다. 상기 전해조(100)의 상부는 상부커버(120)에 의하여 밀폐되며, 상기 상부커버(120)의 하부에는 상기 격벽(300)이 결합된다. 상기 상부커버(120)는 중앙부에 형성되는 중앙커버(122)와 중앙커버(122)의 외측에 형성되는 외측커버(124)를 포함하여 구성된다. 상기 중앙커버(122)는 전해조(100)의 전해액 표면(110a)을 기준으로 상기 외측커버(124)보다 높게 형성된다. 즉, 도 2에서 보는 바와 같이 상기 중앙커버(122)의 높이(hF)는 상기 외측커버(124)의 높이(hH)보다 높게 형성된다. 상기 중앙커버(122)는 그 높이가 상기 외측커버(124)의 높이보다 적어도 2배가 되도록 형성된다. 상기 중앙커버(122)와 외측커버(124)의 사이에는 별도의 지지대(123)가 형성되어 상기 중앙커버(122)를 지지하게 된다. 상기 지지대(123)와 외측커버(124)는 일체로 형성될 수 있음은 물론이다.The electrolyzer 100 is formed of a box type with an open top using Ni, Monel, stainless steel, corrosion resistant materials, etc., but is not limited thereto. The electrolyte 110 is filled to the inside of the electrolytic cell 100 to a predetermined height, and KF · 2HF mixed salt is used as the electrolyte. The electrolyte 110 is supplemented by a separate supply device (not shown) according to the degree consumed by the electrolysis reaction to maintain a predetermined amount. The upper portion of the electrolytic cell 100 is sealed by the upper cover 120, the partition 300 is coupled to the lower portion of the upper cover 120. The upper cover 120 includes a central cover 122 formed at the center portion and an outer cover 124 formed at the outside of the central cover 122. The center cover 122 is formed higher than the outer cover 124 based on the electrolyte surface 110a of the electrolytic cell 100. That is, as shown in FIG. 2, the height h F of the central cover 122 is formed higher than the height h H of the outer cover 124. The center cover 122 is formed so that its height is at least twice as high as the height of the outer cover 124. A separate support 123 is formed between the center cover 122 and the outer cover 124 to support the center cover 122. Of course, the support 123 and the outer cover 124 may be formed integrally.

상기 중앙커버(122)에는 포집되는 불소가스를 배출하기 위한 불소 배출관(130)이 형성되며, 상기 외측커버(124)에는 포집되는 수소가스를 배출하기 위한 수소 배출관(135)이 형성된다.The central cover 122 is formed with a fluorine discharge pipe 130 for discharging the fluorine gas collected, the outer cover 124 is formed with a hydrogen discharge pipe 135 for discharging the hydrogen gas collected.

상기 전극판(200)은 양극판(220)과 음극판(240)을 포함하여 형성되며, 상기 양극판(220)과 음극판(240)은 각각 상기 상부커버(120) 및 전해조(100)에 절연되면서 고정된다. 상기 양극판(220)은 상기 양극탭(140)에, 상기 음극판(240)은 상기 음극탭(145)에 의하여 전원공급장치(도면에 표시되지 않음)에 연결된다.The electrode plate 200 includes a positive electrode plate 220 and a negative electrode plate 240, and the positive electrode plate 220 and the negative electrode plate 240 are fixed while being insulated from the upper cover 120 and the electrolytic cell 100, respectively. . The positive electrode plate 220 is connected to the positive electrode tab 140, and the negative electrode plate 240 is connected to a power supply device (not shown) by the negative electrode tab 145.

상기 양극판(220)은 다공질의 흑연성형체, 니켈, 백금 등이 재질이 사용되어 형성된다. 상기 양극판(220)은 상기 중앙커버(122)와 절연되면서 상기 전해액의 하부의 소정 깊이까지 전해액에 잠기도록 상기 중앙커버(122)에 고정된다. 상기 양극판(220)에는 양극탭(140)이 연결되어 전기를 공급하게 된다. 상기 양극판(220)에서는 전해액의 전기분해 반응에 의하여 불소가스가 발생되며, 불소가스는 대부분 양극판(220)의 표면을 따라 전해조(100)의 상부로 상승하게 된다.The positive electrode plate 220 is formed of a porous graphite molded body, nickel, platinum, or the like. The positive electrode plate 220 is insulated from the central cover 122 and fixed to the central cover 122 so as to be immersed in the electrolyte to a predetermined depth of the lower portion of the electrolyte. The positive electrode tab 140 is connected to the positive electrode plate 220 to supply electricity. In the positive electrode plate 220, fluorine gas is generated by the electrolytic reaction of the electrolyte, and the fluorine gas is mostly raised to the upper portion of the electrolytic cell 100 along the surface of the positive electrode plate 220.

상기 음극판(240)은 통상 니켈 재질로 상기 양극판(220)과 소정거리 이격되어 상기 양극판(220)을 감싸도록 형성되며, 전해조 하부의 지지수단(245)에 의하여 절연되어 고정된다. 상기 음극판(240)에는 상기 외측커버(124)에 절연되면서 고정된 음극탭(145)에 의하여 전기가 공급된다. 상기 음극판(240)에서는 전해액의 전기분해 반응에 의하여 수소가스가 발생되며, 수소가스는 상기 전해조(100)의 상부로 상승하게 된다.The negative electrode plate 240 is formed of a nickel material to be spaced apart from the positive electrode plate 220 by a predetermined distance to surround the positive electrode plate 220, and is insulated and fixed by the support means 245 in the lower part of the electrolyzer. Electricity is supplied to the negative electrode plate 240 by the negative electrode tab 145 fixed while being insulated from the outer cover 124. In the negative electrode plate 240, hydrogen gas is generated by the electrolytic reaction of the electrolyte, and the hydrogen gas is raised to the upper portion of the electrolytic cell 100.

상기 격벽(300)은 니켈 또는 모넬 또는 스테인레스 재질로서 상부와 하부가 개방된 통 형상으로 형성되며, 바람직하게는 상기 전해조의 측면 형상과 유사하게 형성된다. 즉 상기 전해조(100)가 사각통 형상이면 상기 격벽(300)도 사각통 형상으로 형성되며, 상기 전해조(100)가 원통형상이면 상기 격벽(300)도 원통형상으로 형성된다. 상기 격벽(300)의 상부는 상기 외측커버(124) 또는 지지대(123)에 지지 되며, 상기 격벽(300)의 하부는 상기 양극판(220)과 소정간격을 이루며 상기 전해액의 소정깊이까지 잠기도록 형성된다. 상기 격벽(300)의 상부는 넓게 형성되어 불소방이 넓게 형성되도록 하며, 상기 격벽(300)의 하부는 좁게 형성되어 상기 양극판(220)과의 간격을 좁게하여 불소방(230)으로 상기 음극판(240)에서 발생된 수소가스가 유입되는 것을 방지하게된다. 상기 격벽(300) 하부 내측면과 상기 양극판(220)의 간격이 넓게 형성되면 상기 음극판(240)에서 발생되는 수소가스가 불소방(230)으로 유입되어 불소가스와 수소가스의 재결합에 따른 폭발과 진동이 발생하게 된다.The barrier rib 300 is formed of nickel, monel, or stainless steel, and has a cylindrical shape with upper and lower portions thereof open. That is, when the electrolytic cell 100 is a rectangular cylinder shape, the partition wall 300 is also formed in a rectangular cylinder shape, and when the electrolytic cell 100 is a cylindrical shape, the partition wall 300 is also formed in a cylindrical shape. An upper portion of the barrier rib 300 is supported by the outer cover 124 or the support 123, and a lower portion of the barrier rib 300 forms a predetermined interval with the positive electrode plate 220 and is locked to a predetermined depth of the electrolyte solution. do. The upper portion of the barrier rib 300 is formed wide so that the fluorine chamber is formed wide, and the lower portion of the barrier rib 300 is narrowly formed so as to narrow the gap with the positive electrode plate 220. Hydrogen gas generated at 240 is prevented from entering. When the gap between the lower inner surface of the partition wall 300 and the positive electrode plate 220 is wide, the hydrogen gas generated from the negative electrode plate 240 flows into the fluorine chamber 230 and the explosion caused by the recombination of the fluorine gas and the hydrogen gas. Vibration will occur.

상기 격벽(300)은 상기 전해조(100) 내부의 상부공간을 불소방(230)과 수소방(250)으로 분리하게 된다. 즉, 상기 불소방(230)은 상기 중앙커버(122)와 상기 격벽(300)의 내측 및 전해액 상면(110a)에 의하여 형성되며, 상기 불소방(230)의 체적은 상기 중앙커버(122)의 높이와 격벽(300)의 크기에 의하여 결정된다. 또한 상기 수소방(250)은 상기 외측커버(124)와 상기 격벽(300)의 외측과 상기 전해조(100)의 내측 및 전해액 상면(110a)에 의하여 형성되며 상기 음극판(240)에서 발생되는 수소가스가 포집된다. 상기 불소방(230)과 수소방(250)은 정상적인 전기분해 과정에서는 포집되는 불소가스와 수소가스에 의하여 압력차이가 발생되지 않는다. 그러나 반도체 공정용 불소가스 제조장치에서 불소 배출관(130) 또는 수소 배출관(135)이 막히게 되면 불소방(230) 또는 수소방(250)에 포집되는 불소가스 또는 수소가스가 외부로 배출되지 않아 불소방(230) 또는 수소방(250)의 압력이 증가되어 압력차이가 발생된다. The partition wall 300 separates the upper space inside the electrolytic cell 100 into the fluorine chamber 230 and the hydrogen chamber 250. That is, the fluorine chamber 230 is formed by the inner side of the central cover 122 and the partition 300 and the upper surface of the electrolyte 110a, and the volume of the fluorine chamber 230 is It is determined by the height and the size of the partition 300. In addition, the hydrogen chamber 250 is formed by the outer side of the outer cover 124 and the partition 300, the inner side of the electrolytic cell 100 and the upper surface of the electrolyte (110a) and the hydrogen gas generated in the negative electrode plate 240 Is collected. The fluorine chamber 230 and the hydrogen chamber 250 do not generate a pressure difference due to the fluorine gas and the hydrogen gas collected in the normal electrolysis process. However, when the fluorine discharge pipe 130 or the hydrogen discharge pipe 135 is blocked in the fluorine gas manufacturing apparatus for semiconductor process, the fluorine gas or hydrogen gas collected in the fluorine room 230 or the hydrogen room 250 is not discharged to the outside. The pressure of the 230 or the hydrogen chamber 250 is increased to generate a pressure difference.                     

상기 불소방(230)의 높이 즉, 상기 불소 배출관(130)이 형성되는 높이는 상기 수소방(250)의 압력 상승에 따른 상기 불소방(230)의 전해액 표면 높이(110a) 상승 및 상기 불소 배출관(130)으로의 전해액 유출 정도에 영향을 미치게 된다. 따라서 상기 불소방(230)의 높이 즉, 전해액 표면(110a)으로부터 중앙커버(122)의 높이(hF)는 상기 외측커버(124)의 높이(hH) 즉, 수소방(250)의 높이보다 높게 형성되며 적어도 2배 높게 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 경우에는 상기 불소방(230)에서의 전해액의 높이가 상기 수소방(250)의 높이보다 2배 이상 상승해야 하므로 상기 중앙커버(122)의 불소 배출관(130)으로 전해액이 도달되는 시간을 적어도 2배 지연시킬 수 있게 된다. 따라서, 전해액이 불소 배출관(130)에 도달되는 시간을 지연시키면서 차압센서에 의하여 전기분해반응이 중지되면, 전해액이 불소 배출관(130)으로 유출되는 것을 방지할 수 있게 된다.The height of the fluorine chamber 230, that is, the height at which the fluorine discharge tube 130 is formed, increases the electrolyte surface height 110a of the fluorine chamber 230 and the fluorine discharge tube ( 130) affects the degree of electrolyte leakage. Accordingly, the height of the fluorine chamber 230, that is, the height h F of the central cover 122 from the electrolyte surface 110a is the height h H of the outer cover 124, that is, the height of the hydrogen chamber 250. It is preferably formed higher and at least twice as high. In this case, since the height of the electrolyte in the fluorine chamber 230 must be increased by at least two times the height of the hydrogen chamber 250, at least a time for reaching the fluorine discharge pipe 130 of the central cover 122 is reached. It can be delayed twice. Therefore, when the electrolysis reaction is stopped by the differential pressure sensor while delaying the time that the electrolyte reaches the fluorine discharge tube 130, the electrolyte solution can be prevented from leaking to the fluorine discharge tube 130.

또한, 상기 중앙커버(122)는 바람직하게는 상기 불소방(230)의 체적 대 수소방의 체적의 비가 0.5 내지 1.5로 되는 높이로 형성될 수 있다. 바람직하게는 상기 중앙커버(122)는 상기 불소방(230)의 체적 대 수소방의 체적의 비가 0.8 내지 1.2가 되도록 형성되며 더욱 바람직하게는 상기 불소방(230)의 체적 대 수소방의 체적의 비가 1이 되도록 형성된다. 상기 불소방(230)의 체적 대 수소방(250)의 체적의 비가 0.5보다 작게 되면, 상기 불소방(230)의 체적이 종래의 상기 불소방(230)의 체적에 비하여 증가되는 정도가 작게 되어 그 효과가 작게 된다. 종래의 불소가스 제조장치에서는 상기 불소방(230)과 수소방(250)의 높이가 동일하게 형성되므로 상 기 불소방(230)의 체적과 수소방(250)의 체적의 비는 대략 0.25정도가 된다. 예를 들면, 상기 전해조(100)가 사각형상 또는 원형으로 형성되고 상기 격벽(300)이 상기 전해조(100)의 중간에 설치되면, 상기 불소방(230)의 체적과 수소방(250)의 체적의 비가 대략 0.25가 된다. 한편, 상기 불소방(230)의 체적 대 수소방의 체적의 비가 1.5보다 크게 되면 역으로 상기 수소방(250)의 체적이 감속되어 수소방(250)에서 문제가 발생된다.In addition, the center cover 122 may be preferably formed at a height such that the ratio of the volume of the fluorine chamber 230 to the volume of the hydrogen chamber is 0.5 to 1.5. Preferably, the central cover 122 is formed so that the ratio of the volume of the fluorine room 230 to the volume of the hydrogen room is 0.8 to 1.2, and more preferably the volume of the volume of the fluorine room 230 to the volume of the hydrogen room. The ratio is formed to be 1. When the ratio of the volume of the fluorine room 230 to the volume of the hydrogen room 250 is smaller than 0.5, the degree to which the volume of the fluorine room 230 is increased compared to the volume of the conventional fluorine room 230 becomes small. The effect is small. In the conventional fluorine gas production apparatus, since the heights of the fluorine chamber 230 and the hydrogen chamber 250 are the same, the ratio between the volume of the fluorine chamber 230 and the volume of the hydrogen chamber 250 is approximately 0.25. do. For example, when the electrolytic cell 100 is formed in a rectangular or circular shape and the partition 300 is installed in the middle of the electrolytic cell 100, the volume of the fluorine chamber 230 and the volume of the hydrogen chamber 250 are shown. Ratio is approximately 0.25. On the other hand, when the ratio of the volume of the fluorine room 230 to the volume of the hydrogen room is greater than 1.5, the volume of the hydrogen room 250 is decelerated conversely and a problem occurs in the hydrogen room 250.

상기 불소방(230)의 체적은 불소방(230)의 단면적과 높이에 의하여 결정되며, 상기 불소방(230)은 수소방(250)의 안쪽에 위치하게 되므로 동일한 전해조(100)에서 단면적을 증가시키는 것은 한계가 있게 된다. 다만, 상기 불소방(230)의 단면적은 상기 격벽(300)의 크기 또는 설치되는 위치에 따라 일부 조정될 수 있다. 따라서, 상기 불소방(230)의 체적을 조정하기 위해서는 상기 중앙커버(122)의 높이를 조정하는 것이 효과적이며, 불소방(230)의 높이가 증가되면 상기 중앙커버(122)의 높이가 증가되어 전해액이 상기 불소 배출관(130)으로 유출되는 것을 방지하게 된다. The volume of the fluorine room 230 is determined by the cross-sectional area and height of the fluorine room 230, the fluorine room 230 is located inside the hydrogen room 250, so that the cross-sectional area in the same electrolytic cell 100 is increased. There is a limit to what to do. However, the cross-sectional area of the fluorine chamber 230 may be partially adjusted according to the size of the partition 300 or the installation position. Therefore, in order to adjust the volume of the fluorine chamber 230, it is effective to adjust the height of the central cover 122. When the height of the fluorine chamber 230 is increased, the height of the central cover 122 is increased. The electrolyte is prevented from leaking to the fluorine discharge pipe 130.

예를 들면, 상기 전해조(100)가 사각형상 또는 원형으로 형성되고 상기 격벽(300)이 상기 전해조(100)의 중간에 설치되면, 상기 불소방(230)과 수소방(250)의 단면적은 4배 차이가 된다. 따라서 상기 불소방(230)의 체적을 증가시키기 위해서는 상기 중앙커버(122)의 높이를 증가시키는 것이 필요하며 상기 중앙커버(122)의 높이가 4배 증가하면 상기 불소방(230)의 체적과 수소방(250)의 체적이 동일하게 된다. For example, when the electrolytic cell 100 is formed in a rectangular or circular shape and the partition 300 is installed in the middle of the electrolytic cell 100, the cross-sectional areas of the fluorine chamber 230 and the hydrogen chamber 250 are 4. That's twice the difference. Therefore, in order to increase the volume of the fluorine chamber 230, it is necessary to increase the height of the central cover 122. If the height of the central cover 122 is increased four times, the volume and number of the fluorine chamber 230 are increased. The volume of the fire fighting 250 is the same.                     

상기 불소방(230)과 수소방(250)의 체적의 비가 0.5 내지 1.5, 바람직하게는 0.8 내지 1.2가 되면 상대적으로 단면적이 작은 불소방(230)은 그 높이가 증가된다. 따라서, 상기 수소방(250)의 압력이 증가되어 불소방(230)의 전해액 높이가 높아지더라도 상기 불소 배출관(135)으로 전해액이 도달되는 시간을 지연시킬 수 있게 된다. 또한 상기 불소 배출관(135)이 막히더라도 불소방(230)의 압력이 증가되는 시간을 상대적으로 지연시킬 수 있으며, 수소방(250)에서 전해액의 표면이 상승되는 정도를 줄일 수 있게 된다.When the ratio of the volume of the fluorine chamber 230 and the hydrogen chamber 250 is 0.5 to 1.5, preferably 0.8 to 1.2, the height of the relatively small cross-sectional area of the fluorine chamber 230 is increased. Therefore, even if the pressure of the hydrogen chamber 250 is increased to increase the height of the electrolyte of the fluorine chamber 230, the time for reaching the electrolyte solution to the fluorine discharge pipe 135 may be delayed. In addition, even if the fluorine discharge pipe 135 is blocked, it is possible to relatively delay the time that the pressure of the fluorine room 230 is increased, and it is possible to reduce the degree of rise of the surface of the electrolyte in the hydrogen room 250.

상기 전해조(100)의 하부에는 전해액을 가열하기 위한 히터장치(도면에 표시하지 않음)가 설치되며, 측면에는 상기 전해조(100)를 냉각하기 위한 냉각수가 흐르는 냉각수관(105)이 형성된다. 상기 히터장치는 전해조(100)의 측면에 설치될 수 있음은 물론이다.A heater device (not shown) for heating the electrolyte is installed in the lower part of the electrolytic cell 100, and a coolant pipe 105 through which a coolant for cooling the electrolytic cell 100 flows is formed at a side thereof. Of course, the heater device may be installed on the side of the electrolytic cell 100.

상기 격막(400)은, 도 2에서 보는 바와 같이, 판상으로 상기 불소 배출관(130) 또는 수소 배출관(135)의 입구 쪽에 하방방향으로 소정각도 기울어져 형성되며, 상기 불소 배출관(130) 또는 수소 배출관(135)이 전해액에 직접 노출되어 전해액에서 발생되는 비말이 직접적으로 불소 배출관(130) 또는 수소 배출관(135)으로 도달되는 것을 방지하게 된다. 전해액에서 발생되는 비말은 상기 불소 배출관(130) 또는 수소 배출관(135)을 막는 주요 원인이 되므로, 상기 격막(400)은 비말이 상기 불소 배출관(130) 또는 수소 배출관(135)에 유입되어 불소 배출관(130) 또는 수소 배출관(135)을 막는 것을 방지하게 된다. 상기 격막(400)이 하방방향으로 경사지게 형성되면, 격막(400)이 전기분해 과정 중에 전해액의 용융온도 이상으로 가열되어 누적된 비말은 용액으로 되어 전해액에 다시 유입된다.As shown in FIG. 2, the diaphragm 400 is inclined downwardly at a predetermined angle toward the inlet of the fluorine discharge pipe 130 or the hydrogen discharge pipe 135 in a plate shape, and the fluorine discharge pipe 130 or the hydrogen discharge pipe is formed. The 135 is directly exposed to the electrolyte to prevent the droplets generated from the electrolyte from directly reaching the fluorine discharge pipe 130 or the hydrogen discharge pipe 135. Since the droplets generated from the electrolyte are a major cause of blocking the fluorine discharge pipe 130 or the hydrogen discharge pipe 135, the diaphragm 400 is introduced into the fluorine discharge pipe 130 or the hydrogen discharge pipe 135 so that the droplets flow into the fluorine discharge pipe. It is possible to prevent the 130 or the hydrogen discharge pipe 135. When the diaphragm 400 is inclined downward, the diaphragm 400 is heated above the melting temperature of the electrolyte during the electrolysis process, and the accumulated droplets become a solution and flows back into the electrolyte.

상기 격막(400)은 적어도 2개의 판상이 상하방향으로 소정간격 떨어지면서 일부분이 겹쳐서 형성될 수 있으며, 이러한 경우에는 전해액 비말이 상기 불소 배출관(130) 또는 수소 배출관(135)으로 유입되는 것을 보다 효과적으로 차단할 수 있게 된다.The diaphragm 400 may be formed by overlapping a portion of the at least two plates in a predetermined interval in the vertical direction, and in this case, the electrolyte droplet may be more effectively introduced into the fluorine discharge pipe 130 or the hydrogen discharge pipe 135. You can block.

상기 격막(400)은 판상 외에도 볼록한 형상 등으로도 형성되거나, 수평방향으로 형성될 수 있으며, 여기서 그 형상과 설치방향을 한정하는 것은 아니다. 또한 상기 격막(400)은 메쉬타입의 플레이트로 형성되어 불소가스 또는 수소가스는 원활하게 통과시키면서 비말만 차단할 수 있도록 형성할 수 있다.The diaphragm 400 may be formed in a convex shape or the like in addition to the plate shape, or may be formed in a horizontal direction, and the shape and installation direction of the diaphragm 400 are not limited thereto. In addition, the diaphragm 400 may be formed as a plate of a mesh type so that the fluorine gas or the hydrogen gas may be smoothly passed while blocking only the splash.

다음은 본 발명에 따른 반도체 공정용 불소가스 제조장치의 작용을 설명한다.The following describes the operation of the fluorine gas production apparatus for a semiconductor process according to the present invention.

상기 전해조(100)는 내부에 전해액(110)이 소정높이로 충진되고 상기 상부커버(120)에 의하여 상단부가 밀폐되어 반도체 공정용 불소가스 제조장치가 작동된다. 상기 전해액이 전기분해온도인 80도 이상으로 가열되고 상기 양극판(220)과 음극판(240)에 전기가 가해지면, 양극판(220)에서는 불소가스가 발생되고, 음극판(240)에서는 수소가스가 발생된다.The electrolytic cell 100 is filled with the electrolyte 110 to a predetermined height therein and the upper end is sealed by the upper cover 120 to operate the fluorine gas manufacturing apparatus for semiconductor processes. When the electrolyte is heated to 80 degrees or more, which is an electrolysis temperature, and electricity is applied to the positive electrode plate 220 and the negative electrode plate 240, fluorine gas is generated at the positive electrode plate 220, and hydrogen gas is generated at the negative electrode plate 240. .

상기 양극판(220)에서 발생된 불소가스는 양극판(220)을 타고 상승하여 전해조(100) 상부의 불소방(230)에 포집되며, 불소 배출관(130)을 통하여 배출된다. 상기 음극판(240)에서 발생된 수소가스는 상승하여 전해조(100) 상부의 수소방(240)에 포집되며, 수소 배출관(135)을 통하여 배출된다. The fluorine gas generated in the positive electrode plate 220 rises on the positive electrode plate 220 and is collected in the fluorine chamber 230 above the electrolytic cell 100, and is discharged through the fluorine discharge pipe 130. Hydrogen gas generated in the negative electrode plate 240 is raised and collected in the hydrogen chamber 240 of the upper portion of the electrolytic cell 100, and is discharged through the hydrogen discharge pipe 135.                     

상기 전해조(100) 내에서의 전기분해 과정이 진행되는 도중에 상기 수소 배출관(135)이 막히게 되면, 수소방(240)에 포집되는 수소가스에 의하여 수소방(240)의 압력이 높아지게 되며, 상기 불소방(220)과 수소방(240)은 압력차이가 발생하게 된다. 따라서 수소방(240)의 전해액의 높이는 내려가고 불소방(220)의 전해액의 높이는 올라가게 된다. 이때, 차압센서가 작동되어 전해조(100) 내의 전기분해 반응을 중지시키게 되며 이미 발생된 수소가스는 수소방으로 유입된다. 그러나 상기 불소 배출관(130)이 설치된 중앙커버(122)는 그 높이(hF)가 상기 외측커버(124)보다 적어도 2배로 높게 형성되어 있으므로 불소방(230)에서 전해액이 불소 배출관(130)에 도달하는데는 소정 시간이 소요된다. 따라서 전해액은 상기 불소 배출관(130)으로 직접 도달하지 않게 된다. 또한 상기 불소방(220)과 수소방(240)의 체적이 동일하게 형성된 경우에는 상기 불소방(220)의 높이가 더 증가되므로 전해액이 불소 배출관(130)에 도달하는데는 시간이 더 소요된다.When the hydrogen discharge pipe 135 is blocked during the electrolysis process in the electrolytic cell 100, the pressure of the hydrogen room 240 is increased by the hydrogen gas collected in the hydrogen room 240, and the fire Pressure difference between the fire fighting 220 and the hydrogen room 240 is generated. Therefore, the height of the electrolyte of the hydrogen room 240 is lowered and the height of the electrolyte of the fluorine room 220 is increased. At this time, the differential pressure sensor is operated to stop the electrolysis reaction in the electrolytic cell 100 and the hydrogen gas already generated is introduced into the hydrogen chamber. However, since the height h F of the central cover 122 in which the fluorine discharge pipe 130 is installed is formed at least twice as high as that of the outer cover 124, the electrolyte solution in the fluorine discharge chamber 230 is formed in the fluorine discharge pipe 130. It takes some time to reach. Therefore, the electrolyte does not directly reach the fluorine discharge pipe 130. In addition, when the volumes of the fluorine chamber 220 and the hydrogen chamber 240 are the same, since the height of the fluorine chamber 220 is further increased, it takes more time for the electrolyte to reach the fluorine discharge tube 130.

반대로 상기 불소 배출관(130)이 막히게 되면, 불소방(220)에 포집되는 불소가스에 의하여 불소방(220)의 압력이 높아지게 되며, 상기 불소방(220)과 수소방(240)은 압력차이가 발생하게 된다. 따라서 불소방(220)의 전해액의 높이는 내려가고 수소방(240)의 전해액의 높이는 올라가게 된다. 이때, 차압센서가 작동되어 전해조(100) 내의 전기분해 반응을 중지시키게 되며 이미 발생된 수소가스는 수소방으로 유입된다. 그러나 상기 불소방(220)은 상기 수소방(240)에 비하여 단면적은 작고 높이는 높게 형성되므로, 불소방(220)에서의 전해액의 높이가 낮아지더라도 상기 수소방(240)에서의 전해액의 높이는 상대적으로 높아지지 않게 된다. 따라서 상기 수소방(240)에서 전해액이 상기 수소 배출관(135)에 도달되는 시간은 지연된다. 또한 상기 불소방(220)과 상기 수소방(240)의 체적이 동일하게 형성되는 경우에는 불소방(220)의 압력증가가 상대적으로 느려지게 되므로 불소방(220)에서의 전해액의 높이와 수소방(240)에서의 전해액의 높이는 크게 증가되지 않게 된다.On the contrary, when the fluorine discharge pipe 130 is blocked, the pressure of the fluorine room 220 is increased by the fluorine gas collected in the fluorine room 220, and the pressure difference between the fluorine room 220 and the hydrogen room 240 is different. Will occur. Therefore, the height of the electrolyte of the fluorine room 220 is lowered and the height of the electrolyte of the hydrogen room 240 is increased. At this time, the differential pressure sensor is operated to stop the electrolysis reaction in the electrolytic cell 100 and the hydrogen gas already generated is introduced into the hydrogen chamber. However, since the fluorine chamber 220 has a smaller cross-sectional area and a higher height than the hydrogen chamber 240, the height of the electrolyte solution in the hydrogen chamber 240 is relatively high even if the height of the electrolyte solution in the fluorine chamber 220 decreases. It does not rise to. Therefore, the time that the electrolyte reaches the hydrogen discharge pipe 135 in the hydrogen chamber 240 is delayed. In addition, when the volume of the fluorine room 220 and the hydrogen room 240 is the same, the increase in pressure of the fluorine room 220 is relatively slow, so the height of the electrolyte in the fluorine room 220 and the hydrogen room The height of the electrolyte at 240 is not greatly increased.

따라서 본 발명에 따른 반도체 공정용 불소가스 제조장치에서는 상기 불소 배출관(130) 또는 수소 배출관(135)이 막혀서 불소방(230) 또는 수소방(250)의 압력이 증가되는 경우에, 상기 불소 배출관(130) 또는 수소 배출관(135)으로 전해액이 유출되어 상기 불소 배출관(130) 또는 수소 배출관(135)이 막히는 것을 방지하게 된다.Accordingly, in the fluorine gas manufacturing apparatus for semiconductor process according to the present invention, when the pressure of the fluorine chamber 230 or the hydrogen chamber 250 is increased due to the fluorine discharge pipe 130 or the hydrogen discharge pipe 135 being blocked, the fluorine discharge pipe ( 130 or the electrolyte discharged to the hydrogen discharge pipe 135 to prevent the fluorine discharge pipe 130 or the hydrogen discharge pipe 135 is blocked.

또한 상기 불소 배출관(130) 또는 수소 배출관(135)의 입구에는 격막(400)이 형성되어 전해액에서 발생되는 비말 등은 상기 격막(400)에 부착되어 상기 불소 배출관(130) 또는 수소 배출관(135)으로 유입되는 것을 방지하게 된다. 또한 격막(400)이 하방방향으로 경사지게 형성되므로 격막(400)이 전기분해 과정 중에 전해액의 용융온도 이상으로 가열되면, 누적된 비말은 전해액(110)으로 다시 유입된다.In addition, a diaphragm 400 is formed at an inlet of the fluorine discharge pipe 130 or the hydrogen discharge pipe 135, and droplets generated from an electrolyte solution are attached to the membrane 400 to attach the fluorine discharge pipe 130 or the hydrogen discharge pipe 135. This will prevent the inflow into. In addition, since the diaphragm 400 is formed to be inclined downward, when the diaphragm 400 is heated above the melting temperature of the electrolytic solution during the electrolysis process, the accumulated droplets flow back into the electrolytic solution 110.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.As described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Various modifications are possible, of course, and such changes are within the scope of the claims.

본 발명에 따른 반도체 공정용 불소가스 제조장치에 의하면 불소방의 상부 공간의 높이를 증가시켜, 불소방 또는 수소방의 압력이 증가되더라고 전해액이 불소 배출관 또는 수소 배출관으로 유출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the fluorine gas manufacturing apparatus for semiconductor process according to the present invention by increasing the height of the upper space of the fluorine room, even if the pressure of the fluorine room or hydrogen room is increased, it is possible to prevent the electrolyte from flowing out to the fluorine discharge pipe or hydrogen discharge pipe. It works.

또한 본 발명에 따르면 불소 배출관 또는 수소 배출관의 입구에 별도의 격막이 설치되어 전해액의 비말이 불소 배출관 또는 수소 배출관으로 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, a separate diaphragm is installed at the inlet of the fluorine discharge pipe or the hydrogen discharge pipe to prevent the splash of the electrolyte from flowing into the fluorine discharge pipe or the hydrogen discharge pipe.

Claims (8)

전해액이 소정높이로 충진되고 상단개구부가 상부커버에 의하여 밀봉되며, 상기 전해액 상부의 공간이 상기 상부커버에 설치되는 격벽에 의하여 불소방과 수소방으로 분리되는 전해조를 포함하는 반도체 공정용 불소가스 제조장치에 있어서,Electrolyte is filled to a predetermined height and the upper opening is sealed by the upper cover, the fluorine gas for semiconductor process including an electrolytic cell in which the space above the electrolyte is separated into a fluorine room and a hydrogen room by a partition wall installed in the upper cover In the apparatus, 상기 불소방의 높이가 상기 수소방의 높이보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 불소가스 제조장치.And a height of the fluorine chamber is higher than that of the hydrogen chamber. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상부커버는 상기 불소방의 상부에 위치되며 불소 배출관이 형성되는 중앙커버와 상기 수소방의 상부에 위치되며 수소 배출관이 형성되는 외측커버를 구비하며,The upper cover is provided in the upper portion of the fluorine room and the central cover is formed with a fluorine discharge pipe and the outer cover is located in the upper portion of the hydrogen discharge chamber is formed, 상기 중앙커버의 상기 전해액 표면으로부터의 높이가 상기 외측커버의 상기 전해액 표면으로부터의 높이보다 적어도 2배 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 불소가스 제조장치.And a height from the surface of the electrolyte of the center cover is at least twice as high as a height from the surface of the electrolyte of the outer cover. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 불소방은 상기 불소방의 체적 대 상기 수소방의 체적의 비가 0.5 내지 1.5가 되도록 상기 불소방의 높이가 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 불소가스 제조장치.The fluorine room is a fluorine gas manufacturing apparatus for a semiconductor process, characterized in that the height of the fluorine room is formed so that the ratio of the volume of the fluorine room to the volume of the hydrogen room is 0.5 to 1.5. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 불소방은 상기 불소방의 체적 대 상기 수소방의 체적의 비가 0.8 내지 1.2가 되도록 상기 불소방의 높이가 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 불소가스 제조장치.The fluorine room is a fluorine gas manufacturing apparatus for a semiconductor process, characterized in that the height of the fluorine room is formed so that the ratio of the volume of the fluorine room to the volume of the hydrogen room is 0.8 to 1.2. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 불소 배출관과 수소 배출관의 입구에 설치되어 상기 불소 배출관과 수소 배출관이 전해액에 직접 노출되는 것을 방지하는 격막을 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 불소가스 제조장치.And a diaphragm which is installed at an inlet of the fluorine discharge pipe and the hydrogen discharge pipe to prevent the fluorine discharge pipe and the hydrogen discharge pipe from being directly exposed to the electrolyte. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 격막은 적어도 2개의 판상이 상하로 소정간격 떨어지면서 일부분이 겹쳐서 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 불소가스 제조장치.The diaphragm is a fluorine gas manufacturing apparatus for a semiconductor process, characterized in that at least two plate-like portions are formed by overlapping a predetermined interval apart up and down. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 격막은 하방방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 불소가스 제조장치.The diaphragm is a fluorine gas manufacturing apparatus for a semiconductor process, characterized in that formed inclined downward. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 격막은 메쉬형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 불소가스 제조장치.The diaphragm is a fluorine gas manufacturing apparatus for a semiconductor process, characterized in that formed in the mesh form.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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AU2008227380B2 (en) * 2007-03-16 2010-06-10 Lg Electronics Inc. Dust separating apparatus of vacuum cleaner

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