(57)【要約】【課題】高純度の過酸化水素を生成することができる過酸化水素の精製方法を提供する。【解決手段】本発明の過酸化水素の精製方法は、過酸化水素の粗生成物を１次精製システムを利用して精製する段階と、１次精製された過酸化水素溶液を２次精製システムを利用して精製する段階と、を含み、  前記１次精製システム及び前記２次精製システムの中で１つは電気脱イオンシステムを含み、前記１次精製システム及び前記２次精製システムの中で他の１つは蒸留システム、樹脂システム、逆浸透システム、及びこれらの組合システムの中で少なくとも１つを含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過酸化水素の粗生成物を１次精製システムを利用して精製する段階と、
１次精製された過酸化水素溶液を２次精製システムを利用して精製する段階と、を含み、
前記１次精製システム及び前記２次精製システムの中で１つは、電気脱イオンシステムを含み、
前記１次精製システム及び前記２次精製システムの中で他の１つは、蒸留システム、樹脂システム、逆浸透システム、及びこれらの組合システムの中で少なくとも１つを含むことを特徴とする過酸化水素の精製方法。
【請求項２】
前記電気脱イオンシステムは、
第１電極及び第２電極と、
第１濃縮室、第２濃縮室、及び前記第１及び第２濃縮室の間の希釈室と、
前記希釈室内に提供されたイオン交換樹脂と、
前記第１濃縮室と前記希釈室との間の陰イオン交換膜と、
前記第２濃縮室と前記希釈室との間の陽イオン交換膜と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の過酸化水素の精製方法。
【請求項３】
前記第１電極及び前記第２電極に直流電源が印加され、
前記希釈室内の前記過酸化水素溶液内の陰イオン不純物は、前記陰イオン交換膜を通過して前記第１濃縮室に移動し、
前記希釈室内の前記過酸化水素溶液内の陽イオン不純物は、前記陽イオン交換膜を通過して前記第２濃縮室に移動することを特徴とする請求項２に記載の過酸化水素の精製方法。
【請求項４】
第１濃縮液及び第２濃縮液が各々前記第１濃縮室及び前記第２濃縮室に投入され、
前記第１濃縮液及び前記第２濃縮液は水（ｗａｔｅｒ）であることを特徴とする請求項２に記載の過酸化水素の精製方法。
【請求項５】
前記１次精製システムは、蒸留システム、樹脂システム、逆浸透システム、及びこれらの組合システムの中で少なくとも１つを含み、
前記２次精製システムは、電気脱イオンシステムを含むことを特徴とする請求項１に記載の過酸化水素の精製方法。
【請求項６】
前記１次精製システムを利用して精製する段階は、
過酸化水素の粗生成物に蒸留工程を遂行する段階と、
蒸留された過酸化水素溶液に樹脂工程を遂行する段階と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の過酸化水素の精製方法。
【請求項７】
前記１次精製システムを利用して精製する段階は、
過酸化水素の粗生成物に樹脂工程を遂行する段階と、
前記樹脂工程を粗い過酸化水素溶液に逆浸透工程を遂行する段階と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の過酸化水素の精製方法。
【請求項８】
１次精製された前記過酸化水素溶液を熱交換器に通過させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の過酸化水素の精製方法。
【請求項９】
前記電気脱イオンシステムは、前記過酸化水素溶液を冷却させる冷却システムを含むことを特徴とする請求項１に記載の過酸化水素の精製方法。
【請求項１０】
前記１次精製システムは、電気脱イオンシステムを含み、
前記２次精製システムは、蒸留システム、樹脂システム、逆浸透システム、及びこれらの組合システムの中で少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の過酸化水素の精製方法。
【請求項１１】
請求項１にしたがって精製した過酸化水素を利用して半導体基板上に洗浄工程を遂行することを含むことを特徴とする洗浄工程を含む半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は過酸化水素の精製方法に係り、より詳しくは電気脱イオン工程を含む過酸化水素の精製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
過酸化水素は強い酸化力があり、分解水が無害であるので、酸化剤、絹糸や羊毛等の漂白剤、及びプラスチック工業でビニール重合の触媒として使用されている。
さらに、過酸化水素は上記の用途の外に半導体ウエハ洗浄（ｗａｆｅｒ  ｃｌｅａｎｉｎｇ）にも使用される。半導体ウエハを洗浄する技術は湿式洗浄と乾式洗浄に区分することができる。
洗浄工程は半導体ウエハ表面上の物質を除去するという点で食刻工程と類似であるが、半導体ウエハ表面に存在する不純物を選択的に除去するという点で差がある。
代表的な湿式洗浄方法としては、過酸化水素を利用した化学的湿式方法がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は、高純度の過酸化水素を生成することができる過酸化水素の精製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の過酸化水素の精製方法は、過酸化水素の粗生成物を１次精製システムを利用して精製する段階と、１次精製された過酸化水素溶液を２次精製システムを利用して精製する段階と、を含み、前記１次精製システム及び前記２次精製システムの中で１つは電気脱イオンシステムを含み、前記１次精製システム及び前記２次精製システムの中で他の１つは蒸留システム、樹脂システム、逆浸透システム、及びこれらの組合システムの中で少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【０００５】
本発明の半導体素子の製造方法は、過酸化水素の精製方法にしたがって精製した過酸化水素を利用して半導体基板上に洗浄工程を遂行することを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、本発明の過酸化水素の精製方法は、電気脱イオンシステムを通じて高純度の過酸化水素を高い収率及び大容量で得ることができる。
得られた過酸化水素は半導体基板の洗浄工程に使用され、半導体工程の欠陥の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態による過酸化水素精製システムを説明するための概略図である。
【図２】図１の過酸化水素精製システムの電気脱イオンシステムを説明するための概略図である。
【図３】本発明の実施形態による過酸化水素精製システムを説明するための概略図である。
【図４】本発明の実施形態による過酸化水素精製システムを説明するための概略図である。
【図５】本発明の実施形態による過酸化水素精製システムを説明するための概略図である。
【図６】本発明の実施形態による過酸化水素精製システムを説明するための概略図である。
【図７】本発明の実施形態による電気脱イオンシステムを説明するための概略図である。
【図８】本発明の実施形態による過酸化水素精製システムを説明するための概略図である。
【図９】本発明の実施形態にしたがって精製された過酸化水素を利用した半導体基板の洗浄工程を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の構成及び効果を十分に理解するために、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態を説明する。
しかし、本発明は以下に開示される実施形態に限定されることなく、様々な形態に具現することができ、多様な変更を加えることができる。
単なる、本実施形態の説明を通じて本発明の開示を完全たるものにし、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。
本明細書で、ある構成要素が他の構成要素上にあると言及される場合に、それは他の構成要素上に直接形成されるか、又はそれらの間に第３の構成要素が介在されることができることを意味する。
また、図面において、構成要素の厚さは技術的な内容の効率的な説明のために誇張されることがある。
明細書の全体に亘って同一の番号で表示された部分は同一の構成要素を示す。
【０００９】
本明細書の多様な実施形態で第１、第２、第３等の用語が多様な構成要素を技術するために使用されたが、これらの構成要素がこのような用語によって限定されてはならない。
これらの用語は単なる一構成要素を他の構成要素と区別するために使用されただけである。
ここに説明され、例示される実施形態はそれの相補的な実施形態も含む。
本明細書で使用された用語は実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限するものではない。
本明細書で、単数形は文言で特に言及しない限り、複数形も含む。
明細書で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」及び／又は「包含する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は言及された構成要素は１つ以上の他の構成要素の存在又は追加を排除しない。
【００１０】
図１は本発明の実施形態による過酸化水素の精製システムを説明するための概略図である。
図２は図１の過酸化水素精製システムの電気脱イオンシステムを説明するための概略図である。
図１及び図２に示したとおり、過酸化水素精製システムは、１次精製システムＰＦＳ１及び２次精製システムＰＦＳ２を含む。
過酸化水素の粗生成物Ｒは順次的に１次精製システムＰＦＳ１及び２次精製システムＰＦＳ２を経て精製され、最終的に過酸化水素の粗生成物Ｒから精製された過酸化水素Ｐを得ることができる。
【００１１】
過酸化水素の粗生成物Ｒはアルキルアントラキノン工程によって生成されることができる。
過酸化水素の粗生成物Ｒは、アルキルアントラキノン水素化−酸素化反応によって合成された生成物である。
過酸化水素の粗生成物Ｒは、蒸留のような精製工程を経ていないアルキルアントラキノン工程の生成物である。
具体的に、アルキルアントラキノンに水素を添加してハイドロキノンを生成した後、ハイドロキノンを空気の中で酸素と反応させれば、再びアントラキノンに酸化されながら、過酸化水素が生成される。
酸化反応の生成物であるアントラキノン及び過酸化水素に水を投入して抽出することにより過酸化水素の粗生成物を得ることができる。
【００１２】
アルキルアントラキノン工程によって生成された過酸化水素の粗生成物Ｒは、１０ｐｐｂ以上の濃度を有するＦｅ、Ｃｒ、Ａｌ、及びＮａのような金属不純物、１０ｐｐｂ以上の濃度を有するＰＯ４３−、ＳＯ４２−、ＮＯ３−及びＣｌ−のような陰イオン不純物及び１００ｐｐｍ以上の濃度を有するＴＯＣ（ｔｏｔａｌ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｃａｒｂｏｎ：総有機炭素）を含む。
過酸化水素の粗生成物Ｒが１次精製システムＰＦＳ１に投入されることが好ましい。
１次精製システムＰＦＳ１は蒸留システム、樹脂システム、逆浸透システム、又はこれらの組合システムを含むことができる。
換言すれば、１次精製システムＰＦＳ１を利用して過酸化水素の粗生成物Ｒに蒸留工程、樹脂工程、逆浸透工程、又はこれらの組合工程が遂行される。
【００１３】
一実施形態として、蒸留システムは蒸留塔を含む。蒸留システムを利用して過酸化水素の粗生成物Ｒに蒸留工程（ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓ）が遂行される。
具体的に、前記蒸留工程を通じて過酸化水素の粗生成物Ｒ内の不純物は蒸留塔の下端部に濃縮される。蒸留塔の上端部から蒸留された過酸化水素溶液を得ることができる。
結果的に、蒸留システムを通じて過酸化水素の粗生成物Ｒ内の不純物（例えば、金属不純物、陰イオン不純物、及びＴＯＣ）が一部除去され、純度が高くなった過酸化水素溶液を得ることができる。
【００１４】
一実施形態として、樹脂システムは前処理樹脂を含むことができる。
前処理樹脂は多孔性高分子を含む樹脂、陽イオン／陰イオン作用基を有するイオン交換樹脂、又はこれらの組合を含むことができる。
一例として、前処理樹脂はＤｏｗ社ＡＭＢＥＲＬＩＴＥ  ＳＣＡＶ  Ｒｅｓｉｎ又はＰｕｒｏｌｉｔｅ社ＰＡＤ  Ｒｅｓｉｎのような商業的に市販されている樹脂を利用することができる。
使用された前処理樹脂はスチーム或いはメタノール、塩酸等の化学的処理により再生されることができる。
樹脂システムは有機炭素を除去することができる複数の吸着フィルターを追加に含むことができる。
樹脂システムを利用した樹脂工程を通じて過酸化水素の粗生成物Ｒ内の不純物の一部が除去される。
【００１５】
一実施形態として、逆浸透システムはベッセル（ｖｅｓｓｅｌ）及びベッセル内の逆浸透膜を含むことができる。
逆浸透システムを利用した逆浸透工程を通じて過酸化水素の粗生成物Ｒ内の不純物の一部が除去される。
結果的に、１次精製システムＰＦＳ１を通じて過酸化水素の粗生成物Ｒ内の不純物の一部が除去され、１次精製された過酸化水素溶液ＰＳを得ることができる。
１次精製された過酸化水素溶液ＰＳが２次精製システムＰＦＳ２に投入される。
２次精製システムＰＦＳ２は電気脱イオンシステムＥＤＩを含む。
電気脱イオンシステムＥＤＩを利用して過酸化水素溶液ＰＳに電気脱イオン工程（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓ）が遂行される。
【００１６】
図２を再び参照すれば、電気脱イオンシステムＥＤＩは第１電極ＥＬａ、第２電極ＥＬｃ、第１濃縮室（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ  ｃｈａｍｂｅｒ、ＣＣ１）、第２濃縮室ＣＣ２、及び第１及び第２濃縮室ＣＣ１、ＣＣ２の間の希釈室（ｄｉｌｕｔｅ  ｃｈａｍｂｅｒ、ＤＣ）を含む。
第１及び第２濃縮室ＣＣ１、ＣＣ２及び希釈室ＤＣは第１及び第２電極ＥＬａ、ＥＬｃの間に介在される。
一例として、第１電極ＥＬａはアノード（ａｎｏｄｅ）であり、第２電極ＥＬｃはカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）である。
【００１７】
第１及び第２電極ＥＬａ、ＥＬｃの間に陰イオン交換膜ＥＭａ及び陽イオン交換膜ＥＭｃが交互に配置される。
例えば、第１濃縮室ＣＣ１と希釈室ＤＣとの間及び第２濃縮室ＣＣ２と第２電極ＥＬｃとの間に各々陰イオン交換膜ＥＭａが介在される。
第２濃縮室ＣＣ２と希釈室ＤＣとの間及び第１濃縮室ＣＣ１と第１電極ＥＬａとの間に各々陽イオン交換膜ＥＭｃが介在される。
陰イオン交換膜ＥＭａは陰イオンを透過させ、陽イオンは透過させない。
陽イオン交換膜ＥＭｃは陽イオンを透過させ、陰イオンは透過させない。
【００１８】
希釈室ＤＣ内にイオン交換樹脂ＥＲが提供されることができる。
イオン交換樹脂ＥＲは陰イオン交換樹脂ＥＲａ及び陽イオン交換樹脂ＥＲｃを含む。
陰イオン交換樹脂ＥＲａは陰イオンを吸着して陰イオン交換膜ＥＭａに移動させることができる。陽イオン交換樹脂ＥＲｃは陽イオンを吸着して陽イオン交換膜ＥＭｃに移動させることができる。
一例として、イオン交換樹脂ＥＲは過酸化水素溶液ＰＳ内のイオンの濃度が低くなっても、過酸化水素溶液ＰＳの抵抗が高くなることを防止することができる。
【００１９】
本発明にしたがう電気脱イオンシステムＥＤＩの陽イオン交換膜ＥＭｃ及び陽イオン交換樹脂ＥＲｃは酸（ａｃｉｄ）で前処理される。
一例として、陽イオン交換膜ＥＭｃ及び陽イオン交換樹脂ＥＲｃは１ｗｔ％乃至１０ｗｔ％の酸溶液（ＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４、ＨＮＯ３等）で前処理される。
したがって、陽イオン交換膜ＥＭｃ及び陽イオン交換樹脂ＥＲｃの末端基であるＮａ＋（Ｓｏｄｉｕｍ  Ｆｏｒｍ）をＨ＋（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｆｏｒｍ）に転換することができる。
このため、過酸化水素溶液ＰＳに対する電気脱イオンシステムＥＤＩの安定性を改善することができる。
【００２０】
電気脱イオンシステムＥＤＩの入口ＩＮに過酸化水素溶液ＰＳ、水が投入される。前記水は電気伝導度が低い精製された水である。
投入される過酸化水素溶液ＰＳの過酸化水素の濃度は１ｗｔ％乃至７０ｗｔ％である。
過酸化水素溶液ＰＳは希釈室ＤＣに投入され、前記水は第１濃縮室ＣＣ１及び第２濃縮室ＣＣ２に投入される。
第１濃縮室ＣＣ１に投入された第１濃縮液ＷＦ１及び第２濃縮室ＣＣ２に投入された第２濃縮液ＷＦ２内の過酸化水素の濃度は１ｗｔ％以下である。
【００２１】
第１及び第２電極ＥＬａ、ＥＬｃの間に直流電源を印加して、第１電極ＥＬａから第２電極ＥＬｃに電流が流れる。
希釈室ＤＣ内の過酸化水素溶液ＰＳの陽イオン（例えば、金属不純物）は、直流電源を通じて発生される静電気的引力によって陽イオン交換膜ＥＭｃを通過して第２濃縮室ＣＣ２の第２濃縮液ＷＦ２に移動する。
希釈室ＤＣ内の過酸化水素溶液ＰＳの陰イオン（例えば、陰イオン不純物）は、直流電源を通じて発生される静電気的引力によって陰イオン交換膜ＥＭａを通過して第１濃縮室ＣＣ１の第１濃縮液ＷＦ１に移動する。
【００２２】
希釈室ＤＣの入口ＩＮから出口ＯＵＴに行くほど、過酸化水素溶液ＰＳのイオンの濃度が減少する。
換言すれば、希釈室ＤＣの入口ＩＮから出口ＯＵＴに行くほど、過酸化水素溶液ＰＳの不純物の濃度が減少することになる。
希釈室ＤＣの出口ＯＵＴを通じて精製された過酸化水素Ｐが排出される。
【００２３】
第１及び第２濃縮室ＣＣ１、ＣＣ２の出口ＯＵＴを通じて第１濃縮液ＷＦ１及び第２濃縮液ＷＦ２が排出される。
排出された第１濃縮液ＷＦ１及び第２濃縮液ＷＦ２は過酸化水素溶液ＰＳから除去された不純物が濃縮されている。
一例として、排出された第１濃縮液ＷＦ１及び第２濃縮液ＷＦ２は廃棄されることになる。
他の例として、第１濃縮液ＷＦ１及び第２濃縮液ＷＦ２は濾過されて電気脱イオンシステムＥＤＩの入口ＩＮに再び投入されることができる。
即ち、第１濃縮液ＷＦ１及び第２濃縮液ＷＦ２は電気脱イオンシステムＥＤＩ内で循環されることができる。
【００２４】
希釈室ＤＣの入口ＩＮから出口ＯＵＴに行くほど、過酸化水素溶液ＰＳのイオンの濃度が減少するので、出口ＯＵＴに隣接する希釈室ＤＣの一領域では過酸化水素溶液ＰＳの抵抗が高くなる。
したがって、希釈室ＤＣの前記一領域で電圧降下が発生して水分解及び／又は過酸化水素の分解が発生することになる。
水分解及び／又は過酸化水素の分解によって水素イオン及び水酸化イオンが生成され、生成された水素イオン及び水酸化イオンはイオン交換樹脂ＥＲを再生させることができる。
したがって、本発明の電気脱イオンシステムＥＤＩはイオン交換樹脂ＥＲの再生のための別の工程を必要としないことがあり得る。
【００２５】
本発明の実施形態による過酸化水素精製システムは、過酸化水素の２次精製システムＰＦＳ２に電気脱イオンシステムＥＤＩを利用することによって、高純度の過酸化水素を高い収率で得ることができる。
さらに電気脱イオンシステムＥＤＩは相対的に高い流量（例えば、１乃至１０ｍ３／ｈｒ）で運転が可能であるので、高純度の過酸化水素を大容量で得ることができる。
【００２６】
図３は本発明の実施形態による過酸化水素精製システムを説明するための概略図である。
本実施形態では、先に図１及び図２を参照して説明したことと重複する技術的特徴についての詳細な説明は省略し、相違点に対して詳細に説明する。
図３に示したとおり、１次精製システムＰＦＳ１は蒸留システムＤＩＳ及び樹脂システムＲＥＳを含むことができる。
過酸化水素の粗生成物Ｒは蒸留システムＤＩＳに先ず投入されて、蒸留工程を経る。蒸留された過酸化水素溶液ＤＳは続いて樹脂システムＲＥＳに投入されて樹脂工程を経ることができる。
１次精製システムＰＦＳ１を通過した過酸化水素溶液ＰＳが２次精製システムＰＦＳ２に投入される。
【００２７】
実施例１
図３を参照して説明した過酸化水素の精製工程を利用して過酸化水素を精製した。
具体的に、アルキルアントラキノン工程によって生成された過酸化水素の粗生成物を蒸留し、前処理樹脂工程を通じて１次精製した。
１次精製された過酸化水素溶液を本発明による電気脱イオンシステムＥＤＩを利用して２次精製した。
１次精製された過酸化水素溶液の不純物の濃度と電気脱イオン工程で２次精製された過酸化水素溶液の不純物の濃度を測定して下の表１に示した。
【表１】
2021534066.tif 000003
【００２８】
表１を参照すれば、１次精製された過酸化水素溶液を電気脱イオン工程で２次精製した結果、ＴＯＣは８３％除去され、金属不純物は９０％以上除去され、陰イオン不純物も９０％以上除去されたことを確認することができる。
結果的に、１次精製された過酸化水素溶液に電気脱イオン工程で２次精製工程を追加的に遂行した場合、超高純度の過酸化水素溶液を得ることを確認することができた。
【００２９】
図４は本発明の実施形態による過酸化水素精製システムを説明するための概略図である。
本実施形態では、先に図１及び図２を参照して説明したことと重複する技術的特徴について詳細な説明は省略し、相違点に対して詳細に説明する。
図４に示したとおり、１次精製システムＰＦＳ１を省略することができる。
即ち、過酸化水素の粗生成物Ｒは２次精製システムＰＦＳ２である電気脱イオンシステムＥＤＩに直ちに投入されることができる。
【００３０】
実施例２
図４に示した過酸化水素の精製工程を利用して過酸化水素を精製した。
先に実施例１と異なり、アルキルアントラキノン工程によって生成された過酸化水素の粗生成物を蒸留や１次精製することなく、直ちに電気脱イオンシステムＥＤＩを利用して精製した。
過酸化水素の粗生成物の不純物の濃度と電気脱イオン工程で精製された過酸化水素溶液の不純物の濃度を測定して下の表２で示した。
【表２】
2021534066.tif 000004
【００３１】
表２を参照すれば、過酸化水素の粗生成物を電気脱イオン工程で精製した結果、ＴＯＣは４６％除去され、Ｎａを除いた金属不純物は約８０％以上除去され、Ｃｌ−を除いた陰イオン不純物は約１５％除去されたことを確認することができる。
本実施形態にしたがって得られた精製された過酸化水素溶液の不純物の濃度は先に実施例１で精製された過酸化水素溶液の不純物の同度より高いことを確認することができる。
即ち、１次精製工程を経た過酸化水素溶液を電気脱イオン工程で２次追加精製する場合、より高純度の過酸化水素溶液を得ることができることを確認した。
【００３２】
図５は本発明の実施形態による過酸化水素精製システムを説明するための概略図である。
本実施形態では、先に図１及び図２を参照して説明したことと重複する技術的特徴について詳細な説明は省略し、相違点に対して詳細に説明する。
図５に示したとおり、１次精製システムＰＦＳ１は樹脂システムＲＥＳ及び逆浸透システムＲＯＳを含む。
【００３３】
過酸化水素の粗生成物Ｒは樹脂システムＲＥＳに先ず投入されて、樹脂工程を経ることができる。
樹脂工程を過酸化水素の粗生成物溶液は続いて逆浸透システムＲＯＳに投入されて逆浸透工程を経ることができる。
過酸化水素の粗生成物Ｒ内の不純物は逆浸透膜を損傷させることから、過酸化水素の粗生成物Ｒが先ず樹脂工程を経ることにより、不純物の一部が除去されて逆浸透膜の寿命が延長することができる。
【００３４】
図６は本発明の実施形態による過酸化水素精製システムを説明するための概略図である。
本実施形態では、先に図１及び図２を参照して説明したことと重複する技術的特徴について詳細な説明は省略し、相違点について詳細に説明する。
図６に示したとおり、過酸化水素精製システムは１次精製システムＰＦＳ１及び２次精製システムＰＦＳ２の間に配置された熱交換器ＨＥをさらに含むことができる。
１次精製された過酸化水素溶液ＰＳは熱交換器ＨＥを通過し、その温度が調節される。
熱交換器ＨＥは過酸化水素溶液ＰＳの温度を−２０℃乃至２０℃に調節することができる。
換言すれば、−２０℃乃至２０℃の温度を有する過酸化水素溶液ＰＳが２次精製システムＰＦＳ２である電気脱イオンシステムＥＤＩに投入されることになる。
【００３５】
過酸化水素は強い酸化剤であるので、電気脱イオンシステムＥＤＩの希釈室ＤＣ内で接触するイオン交換媒介体を酸化し、劣化（ａｇｉｎｇ）させる。
これにより、希釈室内の抵抗が減少して過酸化水素が分解されて発生された酸素によって電気脱イオンシステムＥＤＩ内の圧力が増加することになる。
過酸化水素の温度が高いほど、酸素の生成量は急激に増加する。
仮に酸素が過度に生成された場合、電気脱イオンシステムＥＤＩ内の圧力が過度に増加して電気脱イオンシステムＥＤＩが損傷を受け、精製工程の効率が低下することになる。
【００３６】
本実施形態によれば、熱交換器ＨＥを通じて電気脱イオンシステムＥＤＩに投入される過酸化水素溶液ＰＳの温度を適切に調節して、酸素が過度に生成されることを防止することができる。
結果的に、電気脱イオンシステムＥＤＩの損傷を防止し、過酸化水素の精製効率を増加させることができる。
【００３７】
図７は本発明の実施形態による電気脱イオンシステムを説明するための概略図である。
本実施形態では、先に図１及び図２を参照して説明したことと重複する技術的特徴について詳細な説明は省略し、相違点について詳細に説明する。
図７に示したとおり、電気脱イオンシステムＥＤＩは冷却システムＣＬＳをさらに含むことができる。
冷却システムＣＬＳは第１電極ＥＬａと第１濃縮室ＣＣ１との間及び第２電極ＥＬｃと第２濃縮室ＣＣ２との間に提供されることができる。
冷却システムＣＬＳは希釈室ＤＣを流れる過酸化水素溶液ＰＳを冷却させる。
【００３８】
先に図６を参照して説明したように、過酸化水素溶液ＰＳの温度が高くなる場合、酸素が過度に生成されて工程リスクを誘発することがある。
本実施形態によれば、冷却システムＣＬＳを通じて希釈室ＤＣ内の過酸化水素溶液ＰＳを冷却させることによって、酸素が過度に生成されることを防止することができる。
【００３９】
図８は本発明の実施形態による過酸化水素精製システムを説明するための概略図である。
本実施形態では、先に図１及び図２を参照して説明したことと重複する技術的特徴について詳細な説明は省略し、相違点について詳細に説明する。
図８に示したとおり、過酸化水素の粗生成物Ｒが１次精製システムＰＦＳ１に投入される。
１次精製システムＰＦＳ１は電気脱イオンシステムＥＤＩを含むことができる。
電気脱イオンシステムＥＤＩを通じて過酸化水素の粗生成物Ｒ内の不純物の一部が除去され、１次精製された過酸化水素溶液ＰＳを得ることができる。
【００４０】
１次精製された過酸化水素溶液ＰＳが２次精製システムＰＦＳ２に投入される。
２次精製システムＰＦＳ２は電気脱イオンシステムＥＤＩ、蒸留システム、樹脂システム、逆浸透システム、又はこれらの組合システムを含むことができる。
換言すれば、１次精製システムＰＦＳ１を利用して過酸化水素の粗生成物Ｒに電気脱イオン工程、蒸留工程、樹脂工程、逆浸透工程、又はこれらの組合工程を遂行される。
２次精製システムＰＦＳ２を通じて過酸化水素溶液ＰＳ内の不純物が除去され、精製された過酸化水素Ｐを得ることができる。
【００４１】
上述した本発明の実施形態による過酸化水素の精製方法を通じて高純度の過酸化水素を得ることができる。
図９は本発明の実施形態により精製された過酸化水素を利用した半導体基板の洗浄工程を説明するための概略図である。
図９に示したとおり、半導体素子の製造方法は半導体基板ＳＵＢの洗浄工程を含むことができる。
具体的に、半導体基板ＳＵＢの洗浄工程は半導体基板ＳＵＢ上に本発明の精製方法で精製された過酸化水素Ｐを適用する。
一例として、半導体基板ＳＵＢはシリコン、ゲルマニウム、又はシリコン−ゲルマニウムを含むことができる。
【００４２】
仮に前記洗浄工程に不純物を含有する過酸化水素を使用する場合、前記不純物が半導体基板ＳＵＢ上の物質と反応して半導体工程の欠陥を誘発する。
一方、本発明にしたがう精製された過酸化水素Ｐは不純物の含量が非常に低いので、半導体工程の欠陥発生を防止することができる。
【００４３】
以上、添付した図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更しなくとも、他の具体的な形態で実施することができることを理解することができる。
したがって、上記した実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的ではないことと理解しなければならない。
【符号の説明】
【００４４】
ＣＣ１  第１濃縮室（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ  ｃｈａｍｂｅｒ）
ＣＣ２  第２濃縮室
ＣＬＳ  冷却システム
ＤＣ  希釈室（ｄｉｌｕｔｅ  ｃｈａｍｂｅｒ）
ＤＩＳ  蒸留システム
ＤＳ  過酸化水素溶液
ＥＤＩ  電気脱イオンシステム
ＥＬａ  第１電極、アノード（ａｎｏｄｅ）
ＥＬｃ  第２電極、カソード（ｃａｔｈｏｄｅ）
ＥＭａ  陰イオン交換膜
ＥＭｃ  陽イオン交換膜
ＥＲ  イオン交換樹脂
ＥＲａ  陰イオン交換樹脂
ＥＲｃ  陽イオン交換樹脂
ＨＥ  熱交換器
Ｐ  精製された過酸化水素
ＰＦＳ１  １次精製システム
ＰＦＳ２  ２次精製システム
ＰＳ  １次精製された過酸化水素溶液
Ｒ  粗生成物
ＲＥＳ  樹脂システム
ＲＯＳ  逆浸透システム
ＳＵＢ  半導体基板
ＷＦ１  第１濃縮液
ＷＦ２  第２濃縮液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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