KR20040025833A - 불소가스 발생장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 만일 가스가 누출된 경우에도 사용 또는 발생하는 가스를 가급적 혼합시키지 않고, 또한 외부에 새지 않고 안전하게 처리할 수 있고, 또 유지나 교환작업 등도 용이하게 할 수 있는 불소가스 발생장치를 제공하는 것으로서, 불소가스 발생용 전해조(2)를 수용하는 케이스체(100)를 구비한 불소가스 발생장치이고, 이 케이스체(100)가 상기 전해조(2)를 수용하는 구획(101)을 포함한 2 이상의 구획(102, 103)으로 칸막이되어 있는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 불소가스 발생장치에 관한 것으로서, 특히 반도체 등의 제조공정 등에 사용되는 불순물이 극히 적은 고순도 불소가스를 생성하는 불소가스 발생장치에 관한 것이다.
종래부터 불소가스는 예를 들면 반도체 제조분야에서는 빠질 수 없는 기간 가스이다. 그리고 그 자체로 이용되는 경우도 있는데, 특히 불소가스를 기초로 하여 삼불화 질소가스(이하 NF3가스) 등을 합성하고, 이것을 반도체의 클리닝 가스나 드라이 에칭용 가스로 한 것은 급속하게 수요가 늘고 있다. 또 불화 네온가스(이하, NeF 가스), 불화 아르곤 가스(이하, ArF 가스), 불화 크립톤 가스(이하, KrF가스) 등은 반도체 집적회로의 패터닝시에 이용되는 엑시머레이저 발진용 가스이고, 그 원료에는 희유가스와 불소가스의 혼합가스가 다용되고 있다.
반도체 등의 제조에 사용되는 불소가스나 NF3가스는 불순물이 적은 고순도 가스가 요구된다. 또 반도체 등의 제조현장에서는 불소가스를 충전한 가스봄베로부터 필요량의 가스를 취출하여 사용하고 있다. 이 때문에 가스봄베의 보관장소, 가스의 안전성 확보나 순도 유지 등의 관리가 매우 중요하다. 또 NF3가스는 최근에 수요가 급증하고 있기 때문에 공급면에 문제가 있고, 어느 정도의 재고를 갖지않으면 안 되는 문제도 있다. 이러한 점들을 고려해 볼 때, 고압의 불소가스를 다루는기 위해 불소가스 발생장치를 현장 및 요구에 맞게 설치하는 것이 바람직하다.
통상, 불소가스는 도 4에 나타낸 바와 같은 전해조에 의해 생성되고 있다. 전해조 본체(201)의 재질은 통상 Ni, 모넬, 탄소강 등이 사용되고 있다. 또 전해조 본체(201)의 바닥부에는 발생한 수소가스와 불소가스가 섞이는 것을 방지하기 위해 폴리테트라플루오로에틸렌 등으로 이루어진 바닥판(212)이 부설되어 있다. 전해조 본체(201) 중에는 불화칼륨-불화수소계(이하, KF-HF계)의 혼합용융염이 전해욕(202)으로서 가득 차 있다. 그리고 모넬 등에 의해 형성되어 있는 스커트형의 격벽(209)에 의해 양극실(210)과 음극실(211)로 분리되어 있다. 이 양극실(210)에 수납된 탄소 또는 니켈(이하, Ni) 양극(203)과, 음극실(211)에 수납된 Ni음극(204) 사이에 전압을 인가하고, 전해하는 것에 의해 불소가스는 생성되고 있다. 또 생성된 불소가스는 발생구(208)에서 배출되고, 음극측에서 발생하는 수소가스는 수소가스 배출구(207)에서 배출된다. 생성되는 불소가스와 수소가스에는 양극실(210) 및 음극실(211)에서 나오는 불화수소가스(이하, HF)가 약간 혼입되어 있고, 이것을 제거하기 위해 각각의 발생구의 하류측에 접속되는 도시하지 않은 HF흡착관으로 각각의 가스를 통과시킨다. 불소가스의 생성에 의해 전해욕의 액면이 저하된 때는 전해조의 외부에서 음극실의 전해욕 속까지 뻗는 HF공급구(213)에서 전해욕 속으로 직접 HF가 공급된다. HF의 공급은 도시하지 않은 전해욕의 액면 높이를 감시하는 센서와 연동되어 이루어진다.
(특허문헌 1 일본 특표평 9-505853호 공보)
그러나 온디맨드, 온사이트의 불소가스 발생장치는 생산공장과 같이 전용의 안전설비가 정비되어 있다고는 할 수 없고, 불소가스 발생장치는 다양한 가스를 사용 또는 발생시키기 때문에, 불소가스 발생장치의 문제 등에 의해 가스가 누출되었을 때에 안전하게 가스의 처리를 하는 것이 어렵다. 또, 어떤 현장에서도 유지나 교환작업 등을 용이하게 할 수 있을 필요가 있지만, 그에 대응할 수 없다고 하는 문제점이 판명되었다.
본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 가스가 누출된 경우에도 사용 또는 발생하는 가스를 가급적 혼합시키지 않고, 또한 외부로 새지 않게 안전하게 처리할 수 있고, 또 유지나 교환작업 등도 용이하게 할 수 있는 불소가스 발생장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 불소가스 발생장치의 주요부의 모식개략도,
도 2는 본 발명의 불소가스 발생장치의 정면도,
도 3은 본 발명의 불소가스 발생장치의 상면도 및
도 4는 종래 사용한 불소가스 발생장치의 모식도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 전해조 2: 전해욕
3: 양극실 4: 음극실
5: 양극 6: 음극
12: 온수가열장치 13: 온수 재킷
14: HF흡착탑(제 2 흡착수단) 14a, 14b: 각각의 HF흡착탑
15: HF흡착탑(제 1 흡착수단) 15a, 15b: 각각의 HF흡착탑
20: 버퍼 탱크(저장수단) 21: 컴프레서(가압수단)
22: 불소가스 발생구 23: 수소가스 발생구
24: HF공급라인 25: HF도입구
45, 46, 47: 운반물체 100: 케이스체
101: 제 1 구획 102: 제 2 구획
103: 제 3 구획
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 청구항 1에 기재한 불소가스 발생장치는 불소가스 발생용 전해조를 수용하는 케이스체를 구비한 불소가스 발생장치에 있어서, 상기 케이스체가 상기 전해조를 수용하는 구획을 포함한 2 이상의 구획으로 칸막이되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 전해조가 소정 구획내에 수용되고, 전해조에 접속되는 다른 기기를 수납하는 다른 구획과 칸막이되어, 전해조로부터 누출된 가스가 다른 기기를 수납하는 다른 구획으로 유출되지 않는다.
본 발명의 청구항 2에 기재한 불소가스 발생장치는 불화수소를 포함하는 혼합용융염으로 이루어진 전해욕을 형성하고, 양극이 설치된 양극실과 음극이 설치된 음극실로 분리된 전해조와, 상기 양극실로부터 배출되는 불소가스 중의 불화수소를 흡착하는 제 1 흡착수단과, 상기 음극실로부터 배출되는 수소가스 중의 불화수소를 흡착하는 제 2 흡착수단과, 상기 전해조, 상기 제 1 흡착수단 및 상기 제 2 흡착수단을 수용하는 케이스체를 구비하는 불소가스 발생장치에 있어서, 상기 케이스체는 상기 전해조를 수용하는 제 1 구획과, 상기 제 1 흡착수단을 수용하는 제 2 구획과, 상기 제 2 흡착수단을 수용하는 제 3 구획을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 전해조에 원료로서 공급되는 가스는 무수불화수소이고, 제 1 흡착수단에서 다루는 주된 가스는 수소이며, 제 2 흡착수단에서 다루는 주된 가스는 불소이고, 각각 다르다. 그 때문에 이들 기기를 수용하는 케이스체가 전해조를 수용하는 제 1 구획과, 제 1 흡착수단을 수용하는 제 2 구획과, 제 2 흡착수단을 수용하는 제 3 구획으로 구분된다. 그렇게 되면, 각각의 구획에서 누출된 가스가 서로 섞이는 일이 없다. 그 때문에 각각의 구획에서 단일성분의 가스에 대한 처리가 가능하게 되어 안전성이 향상한다.
본 발명의 청구항 3에 기재한 불소가스 발생장치는 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 내지 제 3 구획의 각각에 내부 공기의 흡인구가 설치되는 것을 특징으로 하고 있다.
이 구성에 의하면, 각각의 구획의 각각에 설치된 흡인구에서 내부 공기를 흡인하면, 누출된 가스가 외부로 나오는 일 없이 케이스체 밖으로 배출되고 적절히처리가 실시된다.
본 발명의 청구항 4에 기재한 불소가스 발생장치는 청구항 2 또는 3에 있어서, 상기 제 1 흡착수단을 거친 불소가스를 저장하는 저장수단과, 이 저장수단에서의 불소가스를 가압하는 가압수단이 상기 제 2 구획에 수용되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 저장수단과 가압수단은 모두 불소가스에 대한 것이고, 불소가스를 다루는 구획인 제 3 구획에 제 2 흡착수단과 함께 수용된다. 이것에 의해 제 2 구획에서의 단일성분의 가스에 대한 처리가 가능하게 되어 안전성이 향상한다.
본 발명의 청구항 5에 기재한 불소가스 발생장치는 청구항 2 또는 3에 있어서, 상기 전해조 가열용 온수를 공급하는 온수가열장치가 상기 제 1 구획에 수용되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 온수가열장치는 전해조의 부속장치이고, 제 1 구획에 전해조와 함께 수용된다. 이것에 의해 전해조와 온수가열장치와의 사이의 배관도 간단하게 된다.
본 발명의 청구항 6에 기재한 불소가스 발생장치는 청구항 2에 있어서, 상기 전해조는 상기 제 1 구획 내에 대해 출입 가능한 운반물체 상에 탑재되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 전해조의 교환 또는 유지시에는 운반물체마다 제 1 구획에서 반출되고, 교환후 제 1 구획으로 반입할 수 있다.
본 발명의 청구항 7에 기재한 불소가스 발생장치는 청구항 6에 있어서, 상기 제 1 흡착수단은 서로 전환가능한 2기 이상의 HF흡착수단이 설치되고, 그 각각이 상기 제 2 구획에 대해 출입 가능한 운반물체 상에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 제 1 흡착수단의 교환 또는 유지시에는 운반물체마다 제 2 구획에서 반출되고, 교환후 제 2 구획으로 반입할 수 있다.
본 발명의 청구항 8에 기재한 불소가스 발생장치는 청구항 6에 있어서, 상기 제 2 흡착수단은 서로 전환가능한 2기 이상의 HF흡착수단이 설치되고, 그 각각이 상기 제 3 구획에 대해 출입 가능한 운반물체 상에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 제 2 흡착수단의 교환 또는 유지시에는 운반물체마다 제 3 구획에서 반출되고, 교환후 제 3 구획으로 반입할 수 있다.
이하 도면에 기초하여 본 발명에 관련된 불소가스 발생장치의 실시형태의 일례를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예인 불소가스 발생장치의 주요부의 개략도이다. 도 1에 있어서, 일점쇄선으로 구획되어 있는 부분(도면부호 '100')은 케이스체이다. 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 케이스체(100)는 대략 직방체의 박스체로 형성되어 있다. 이 케이스체(100)의 내부는 제 1 구획(101)과, 제 2 구획(102)과, 제 3 구획(103)으로 구획되어 있다. 이 구획은 상하의 격벽(105, 106)에 의해 실행된다. 이 격벽(105, 106)의 칸막이 작용에 의해, 구획 내의 기체가 서로 섞이지 않게 되어 있다. 도 1에 있어서, 파선으로 구획되어 있는 도면부호 '101'부분은 제 1 구획이고, 도면부호 '102'부분은 제 2 구획이며, 도면부호 '103'부분은 제 3 구획이다.
도 1의 제 1 구획(101)에는 전해조(1)가 수용되어 있다. 또 제 1 구획(101)에는 온수가열장치(12)가 수용되어 있다. 전해조(1)는 KF-HF계 혼합용융염(2)으로 이루어진 전해욕을 형성한다. 전해조(1)는 양극실(3)과, 음극실(4)로 분리된다. 양극실(3)에는 양극(5)이 설치된다. 음극실(4)에는 음극(6)이 설치된다. 양극실(3)에는 양극실(3)로부터 발생하는 불소가스의 발생구(22)가 설치된다. 음극실(23)에는 음극실(4)로부터 발생하는 수소가스의 발생구(23)가 설치된다. 또 음극실(4)에는 전해조에 불화수소(이하 HF)를 공급하는 HF공급라인(24)이 접속된다. '13'은 전해조(1)를 따뜻하게 하는 온수 재킷이다. 온수가열장치(12)는 온수 재킷(13)에 온수를 공급한다.
제 2 구획(102)에는 양극실(3)로부터 배출되는 불소가스에 혼입되어 있는 HF를 제거하기 위한 HF흡착탑(제 1 흡착수단)(15)이 수용되어 있다. 또 제 2 구획(102)에는 버퍼 탱크(저장수단)(20)와, 컴프레서(가압수단)(21)가 수용되어 있다. 버퍼 탱크(20)는 발생한 불소가스를 저장하는 저장수단이다. 컴프레서(21)는 버퍼 탱크(20)의 압력을 조정하는 가압수단이다. HF흡착탑(15)은 양극실(3)로부터 배출되는 F2와 HF와의 혼합가스 중에서 HF를 흡착하여 고순도의 불소가스만을 배출하도록 하는 NaF 등을 충전한 것이다. 충전제의 교환을 위해 2기 이상의 HF흡착수단이 병렬로 배치되고 밸브에서 어느 한쪽으로 전환가능하다.
제 3 구획(103)에는 음극실(4)로부터 배출되는 수소가스로부터 혼합된 HF를 제거하기 위한 HF흡착탑(제 2 흡착수단)(14)이 수용되어 있다. '26'은 수소가스의 발생구(23)에 접속되는 수소가스의 배출라인을 감압하는 진공 발생기가다. HF흡착탑(14)은 음극실(4)로부터 배출되는 수소와 HF의 혼합가스 중에서 HF를 흡착하는 소다 라임 등을 충전한 것이다. 충전제의 교환을 위해 2기 이상의 HF흡착수단이 병렬로 배치되고, 밸브에서 어느 한쪽으로 전환 가능하다.
전해조(1)는 Ni, 모넬, 순철, 스테인레스강 등의 금속이나 합금으로 형성되어 있다. 전해조(1)는 Ni 또는 모넬로 이루어진 스커트형의 격벽(16)에 의해 전해조(1)의 중심부에 위치하는 양극실(3) 및 양극실(3)의 외부둘레를 둘러싸는 음극실(4)로 분리되어 있다. 양극실(3)에는 양극(5)이 배치되어 있다. 그리고 음극실(4)에는 음극(6)이 설치되어 있다. 또 양극(5)에는 저분극성 탄소전극을 사용하는 것이 바람직하다. 또 음극(6)으로서는 Ni 등을 사용하는 것이 바람직하다. 전해조(1)의 상부덮개(17)에는 양극실(3)로부터 발생하는 불소가스의 발생구(22)와, 음극실(4)로부터 발생하는 수소가스의 발생구(23)와, 전해욕(2)의 액면높이가 저하된 경우에 HF를 공급하는 HF공급라인(24)에서의 HF도입구(25)와, 양극실(3) 및 음극실(4)의 액면높이를 각각 검지하는 도시하지 않은 제 1 액면검지수단 및 제 2 액면검지수단과, 양극실(3) 및 음극실(4)의 내부압력을 각각 검지하는 압력계(7, 8)가 설치되어 있다. 가스발생구(22, 23)는 하스테로이 등의 불소가스에 대해 내식성을 가진 재료로 형성된 꺾어 구부린 관을 구비하고 있고, 양극실(3) 및음극실(4)에서의 비말이 가스라인 내에 침입하는 것을 방지하고 있다. 또 HF공급라인(24)은 HF의 액화를 방지하기 위한 온도조정용 히터(24a)로 덮여 있다.
음극실(4)로부터 배출되는 수소가스 중의 HF를 흡착하는 제 2 흡착수단인 HF흡착탑(14)은 HF흡착탑(14a)과 HF흡착탑(14b)이 병렬로 설치되어 있다. 이들 HF흡착탑(14a) 및 HF흡착탑(14b)은 동시에 사용할 수도, 어느 하나를 사용할 수도 있다. 이 HF흡착탑(14)에는 압력계(30a, 30b)가 설치되어 있고, 내부 막힘을 검지하는 것이 가능하게 되어 있다. 이 HF흡착탑(14)은 불소가스 및 HF에 대해 내식성을 가진 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 예를 들면 스테인레스강, 모넬, Ni, 불소계 수지 등으로 형성되고, 내부에 소다 라임이 장전되어, 통과하는 HF를 흡착하는 것에 의해 수소가스 중의 HF를 제거하고 있다.
이 HF흡착탑(14)은 압력유지수단의 구성요소중 하나인 피에조 밸브(이하 PV라 도시하는 일이 있다)(10)의 하류측에 배치되어 있다. 그리고 이 피에조 밸브(10)와 HF흡착탑(14)과의 사이에는 진공 발생기(26)가 설치되어 있다. 이 진공 발생기(26)는 가스라인(27)을 통과하는 가스에 의한 이젝터 효과에 의해 가스라인(28) 내의 압력을 감압상태로 하는 것이고, 유분을 사용하는 일 없이 가스라인(28)을 감압상태로 할 수 있고, 유분의 가스라인 및 전해조(1)로의 침입을 방지할 수 있다. 또 이 가스에는 불활성 가스인 질소가스 등이 이용된다. 이 진공 발생기(26)에 의해 전해조(1)에 감압의 영향이 미치지 않도록, 피에조 밸브(10)가 설치되어 있다. 이 피에조 밸브(10)는 전해조(1)에 대한 압력유지수단을 구성한다.
양극실(3)로부터 배출되는 불소 가스 중의 HF를 제거하는 제 1 흡착수단인 HF흡착탑(15)은 상기한 HF흡착탑(14)과 같이 HF흡착탑(15a, 15b)이 병렬로 설치되어 있다. HF흡착탑(15)에는 압력계(29a, 29b)가 설치되어 있고, 내부 막힘을 검지하는 일이 가능하게 되어 있다. 그리고 그 내부에 NaF가 수용되어 있고, 방출되는 불소가스 중에 포함되는 HF를 제거한다. 이 HF흡착탑(15)도 HF흡착탑(14)과 같이, 불소가스 및 HF에 대해 내식성을 갖는 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 예를 들면 스테인레스강, 모넬, Ni 등을 예시할 수 있다.
이 HF흡착탑(15)의 상류 및 하류측에는 압력유지수단의 구성요소중 하나인 피에조 밸브(9a, 9b)가 설치되어 있다. 전해조(1) 및 NaF를 충전한 HF흡착탑(15)은 컴프레서에 이어져 있다. 그 때문에 전해조(1) 및 HF흡착탑(15)은 항상 감압이 되기 때문에 피에조 밸브(9a, 9b)를 상기 부분에 배치하고, 전해조 내에 그 감압의 영향이 미치지 않도록 하고 있다. 이 피에조 밸브(9a, 9b)는 전해조에 대한 압력유지수단을 구성한다.
도 2는 본 발명의 실시예인 불소가스 발생장치의 배치를 나타내는 정면도이고, 도 3은 그 상면도이다. 본 실시형태예인 불소가스 발생장치는 전체적으로 하나의 케이스체(100)에 담겨 유닛화되어 있고, 그 케이스체 내부는 각각이 격벽(105, 106)에 의해 3구획으로 칸막이되어 있다. 정면에서 보아 중심에 위치하는 것이 제 1 구획(101)이고, 제 1 구획의 우측이 제 2 구획(102), 제 1 구획의 좌측이 제 3 구획(103)이다. 제 1 구획(101)은 또 제 3 구획(103)의 뒤쪽까지 넓혀져 있다.
제 1 구획(101)은 케이스체(100)의 중심구획이고, 천정에 흡인구(41)가 설치되어 있다. 제 1 구획(101) 내에서 케이스체(100)의 중심부에 전해조(1)가 배치되어 있다. 전해조(1)는 온수 재킷(13)과, 불소가스 발생구(22)와, 수소발생구(23) 등을 구비한 상태에서 운반물체, 예를 들면 대차(45)에 탑재되고 이동가능하게 되어 있다. 정면에서 보아 전해조(1)의 좌측 뒤쪽이고, 제 3 구획의 뒤쪽에 온수 재킷(13)에 접속되어 있는 온수가열장치(12)가 배치되어 있다. 온수가열장치(12)도 운반물체, 예를 들면 대차(46) 상에 탑재되어 이동가능하게 되어 있다. 이 제 1 구획(101)은 그 정면이 양쪽이 열리는 도어 등에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 또 흡인구(41)에서 단속적 또는 연속적으로 흡인이 실행되는 것에 의해 내부기체가 외부에 누출되지 않도록 되어 있다. 또 제 1 구획(101)에 인접하고, 격벽(107)에서 칸막이된 외부를 향한 부분(108)에는 전기적인 접속장치가 수납되어 있다. 외부를 향한 부분(108)의 외벽을 벗기면, 내부의 접속장치의 유지가 가능하게 되어 있다.
제 2 구획(102)은 정면에서 보아 제 1 구획의 우측에 위치하고 있다. 제 2 구획(102)의 천정부에는 흡인구(42)가 설치되어 있다. 제 2 구획(102)에는 양극실(3)에서 배출되는 불소가스 중의 HF를 제거하는 제 1 흡착수단인 HF흡착탑(15a, 15b)의 2기가 전후로 병렬로 배치되어 있다. HF흡착탑(15a, 15b)의 각각이 운반물체 예를 들면 대차(47)에 탑재되어 이동가능하게 되어 있다. HF흡착탑(15)의 더 뒤쪽은 상하 2단으로 구획되는 단(49)이 설치되어 있고, 상단에는 컴프레서(21)가 배치되고, 하단에는 버퍼 탱크(20)가 배치되어 있다. 이 제 2구획(102)은 그 정면이 한쪽이 열리는 도어 등에 의해 개폐가능하게 되어 있다. 또 흡인구(42)에서 단속적 또는 연속적으로 흡인이 실행되는 것에 의해, 내부기체가 외부로 누출되지 않도록 되어 있다. 또 제 2 구획(102) 내의 내부격벽(109)에서 구획되는 외부를 향한 부분(110)에는 도시되지 않은 불활성 가스 퍼지 라인용의 밸브 스탠드가 수용되어 있다. 외부를 향한 부분(110)의 외벽을 벗기면, 내부의 밸브 조작이 가능하다.
제 3 구획(103)은 정면에서 보아 제 1 구획의 좌측에 위치하고 있다. 제 3 구획(103)의 천정부에는 흡인구(43)가 설치되어 있다. 제 3 구획(103)에는 음극실(4)에서 배출되는 수소가스 중의 HF를 제거하는 제 2 흡착수단인 HF흡착탑(14a, 14b) 2기가 전후로 병렬로 배치되어 있다. HF흡착탑(14a, 14b)의 각각은 운반물체, 예를 들면 대차(48)에 탑재되어 이동가능하게 되어 있다. 이 제 2 구획(102)은 그 정면 및 또는 배면이 한쪽이 열리는 도어 등에 의해 개폐가능하게 되어 있다. 또 흡인구(43)에서 단속적 또는 연속적으로 흡인이 실행되는 것에 의해 내부 기체가 외부로 누출되지 않도록 되어 있다.
다음에 본발명의 실시예인 불소가스 발생장치의 동작에 대해 설명한다. 통상 전해가 정상으로 실행되고 있는 상태에서는 양극(5)에서 불소가스가, 음극(6)에서 수소가스가 발생한다. 전기분해를 효율적으로 실행하기 위해 전해조(1)는 온수 재킷(13)에서 따뜻하게 된다. 온수 재킷(13)은 전해욕의 온도를 감시하고 있는 온도계(11)와, 온수 재킷(13)에 공급하는 온수를 가열하는 온수가열장치(12)에 의해 온도를 조정한다. 발생한 불소가스는 불소가스 발생구(22)에서 라인에 공급된다.일련의 전기분해에 의해 전해욕(2)이 감소하면 도시하지 않은 액면검지수단이 작동하고, 이것과 연동하여 HF공급라인(24)에서 HF공급구(25)를 통해 전해욕(2)에 HF가 공급된다.
불소가스 발생구(22)에서 공급되는 불소가스는 원래 전해조 내에 존재하는 HF와 혼입되어 있는 상태에 있다. 그 때문에 발생한 불소가스를 HF흡착탑(15)에 통과시켜 혼입한 HF를 제거하고, 고순도의 불소가스를 생성한다. HF흡착탑(15)은 2기 이상이 병렬로 접속되어 있고, HF흡착탑의 상류측 및 하류측에 배치된 밸브에 의해 HF흡착탑(15)의 양쪽 또는 어느 한쪽을 선택하여 사용할 수 있다. HF를 제거한 고순도의 불소가스는 HF흡착탑(15)의 상류측에서 라인을 분기시켜 배치되어 있는 버퍼 탱크(20)에 의해 필요한 때에 필요한 만큼 안정되게 불소가스를 공급한다. 버퍼 탱크(20)의 압력은 컴프레서(21)에 의해 조정된다.
수소가스 발생구(23)에서 공급되는 수소가스는 원래 전해조 내에 존재하는 HF와 혼입된 상태에 있다. 그 때문에 발생한 수소가스를 HF흡착탑(14)에 통과시켜 부식성이 있는 HF를 제거한다. HF흡착탑(14)도 2개(2기)가 병렬로 접속되어 있고, HF흡착탑의 상류측 및 하류측에 배치된 밸브에 의해 HF흡착탑(14)의 양쪽 또는 어느 한쪽을 선택하여 사용할 수 있다.
다음에 불소가스 발생장치에서 가스의 누출이 있는 경우에 도시하지 않은 각 구획에 설치된 가스 검출기가 가스가 새는 것을 검지한다. 그 검지신호에 의해 장치가 긴급정지하도록 구성되어 있다. 제 1 구획, 제 2 구획, 제 3 구획 각각의 천정에 설치되어 있는 흡인구(41, 42, 43)에서 누출된 가스를 흡인하여 처리를 실행한다. 또 제 1 구획에서의 가스는 HF이고, 제 2 구획에서 주로 다루는 가스는 불소가스이고, 제 3 구획에서 주로 다루는 가스는 수소가스이기 때문에 구획에 의해 가스의 종류가 한정되어 있어, 복수의 가스가 혼합되는 일이 적어진다.
다음에 전해조(1)를 유지 또는 교환할 때에는 전해조(1)를 운반물체마다 꺼내어 실행한다. 온수가열장치(12)를 유지 또는 교환할 때에는 전해조(1)를 운반물체마다 반출한 후에 온수가열장치(12)의 유지를 실행한다.
또 HF흡착탑(14, 15)도 유지 또는 교환할 때에는 HF흡착탑(14, 15)을 운반물체마다 꺼내어 실행한다. 이 때 HF흡착탑(14, 15)은 각각에 대해 병렬로 2기가 접속되어 있기 때문에 밸브의 개폐에 의해 1기만 분리하여 꺼낼 수도 있다.
또 케이스체(100)의 구획은 전해조(1)를 수용하는 제 1 구획(101)과, 그 외의 구획의 2분할이어도 좋다.
본 발명은 이상과 같이 구성되고, 불소가스 발생장치에 있어서, 가스가 누출된 경우에도 사용 또는 발생하는 가스를 가급적 혼합시키지 않고, 또한 만일에라도 가스가 외부에 누출되어도 안전하게 처리할 수 있다. 또 장치부품 등의 부분적인 유지나 교환작업 등도 용이하게 할 수 있는 불소가스 발생장치를 제공할 수 있다.
Claims (8)
- 불소가스 발생용 전해조를 수용하는 케이스체를 구비한 불소가스 발생장치에 있어서, 상기 케이스체가 상기 전해조를 수용하는 구획을 포함한 2 이상의 구획으로 칸막이되어 있는 것을 특징으로 하는 불소가스 발생장치.
- 불화수소를 포함하는 혼합용융염으로 이루어진 전해욕을 형성하고, 양극이 설치된 양극실과 음극이 설치된 음극실로 분리된 전해조와,상기 양극실로부터 배출되는 불소가스 중의 불화수소를 흡착하는 제 1 흡착수단과,상기 음극실로부터 배출되는 수소가스 중의 불화수소를 흡착하는 제 2 흡착수단과,상기 전해조, 상기 제 1 흡착수단 및 상기 제 2 흡착수단을 수용하는 케이스체를 구비하는 불소가스 발생장치에 있어서,상기 케이스체는 상기 전해조를 수용하는 제 1 구획과, 상기 제 1 흡착수단을 수용하는 제 2 구획과, 상기 제 2 흡착수단을 수용하는 제 3 구획을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 불소가스 발생장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 내지 제 3 구획의 각각에 내부 공기의 흡인구가 설치된 것을 특징으로 하는 불소가스 발생장치.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 제 1 흡착수단을 거친 불소가스를 저장하는 저장수단과, 이 저장수단에서의 불소가스를 가압하는 가압수단이 상기 제 2 구획에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 불소가스 발생장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 전해조에 가열용의 온수를 공급하는 온수가열장치가 상기 제 1 구획에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 불소가스 발생장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 전해조는 상기 제 1 구획 내에 대해 출입 가능한 운반물체 상에 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 불소가스 발생장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 제 1 흡착수단은 서로 전환가능한 2기 이상이 설치되고, 그 각각이 상기 제 2 구획에 대해 출입 가능한 운반물체 상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 불소가스 발생장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 제 2 흡착수단은 서로 전환가능한 2기 이상이 설치되고, 그 각각이 상기 제 3 구획에 대해 출입 가능한 운반물체 상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 불소가스 발생장치.
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