KR0170717B1 - 이중 배관의 배기 가스 유입관을 갖는 가스 스크러버 - Google Patents

Abstract

불완전 연소에 의한 결과물이 유입관의 끝에 흡착 및 침적되는 것을 방지하는 배기 가스 유입관을 갖는 가스 스크러버가 개시된다.

본 발명에 따른 가스 스크러버는 가연성 가스를 유입하는 유입관을 구비하는 가스 스크러버에 있어서, 상기 유입관은 내부의 관으로 가연성 가스를 유입하고 외부의 관으로 불활성 가스를 유입하는 이중 배관으로 구성되고, 상기 이중 배관에 주입되는 불활성 가스의 배기압을 조정하는 플로우 조절 밸브를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가스 스크러버는 배기 가스가 유입되는 유입관을 이중 배관으로 하여 유입되는 배기 가스의 외측에 질소 등의 불활성 가스에 의한 쉬일드를 형성하도록 함으로써 유입관의 끝 부분에서 불완정 연소가 발생하거나 혹은 불완전 연소의 결과물이 유입관의 끝에 흡착 및 침적되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Description

이중 배관의 배기 가스 유입관을 갖는 가스 스크러버

제1도는 종래의 가스 스크러버의 구조를 보이는 단면도이다.

제2도는 본 발명에 따른 가스 스크러버의 구조를 보이는 단면도이다.

본 발명은 반도체 제조 장비로부터 배출되는 가연성 가스를 연소 처리하는 건식 가스 스크러버(gas scrubber)에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 불완전 연소에 의한 결과물이 유입관의 끝에 흡착 및 침적되는 것을 방지하는 배기 가스 유입관을 갖는 가스 스크러버에 관한 것이다.

반도체 공정에 이용되는 화학 기상 증착(CVD)이라는 것은 기체 상태의 화합물을 분해한 후 화학적 반응에 의해 반도체 기판 위에 박막이나 에피택셜층을 형성하는 것이다.

일반적으로 화학 기상 증착 장치를 사용하기 위해서는 화학적 반응이 이루어지는 본체 설비 외에도 감압 조건을 만들기 위한 진공 펌프, 화학적 반응에 수반하여 발생되는 배기 가스를 처리하기 위한 가스 스크러버 등의 부속 설비를 구비한다.

이 중에서 가스 스크러버는 배기 가스를 처리하는 방식에 따라 습식 방식(wet), 건식 방식(dry), 습식과 건식의 혼합 방식의 설비들이 있다. 습식 방식의 가스 스크러버는 수용성 가스의 처리 능력이 우수하고 설비의 제조 단가가 저렴하나 가연성 가스의 처리가 불완전하다. 이에 비해 건식 가스 스크러버는 가연성 가스를 완전 연소시키므로 안전성이 우수하나 습식 설비에 비하여 설비 가격이 고가이다. 그리고 혼합형은 습식과 건식의 특징으로 상호 보완한 설비로서 가스 스크러버의 사용할 때 화학 가상 증착 반응에 사용되는 반응 가스에 따라 적절하게 선택되어 사용되고 있다.

통상적으로 저압 화학 기상 증착 설비는 반응 노가 수평으로 적출 또는 수직으로 연결 배치되어져 사용되므로 1대의 가스 스크러버로 여러 대의 화학 기상 증착 설비에서 발생하는 배기 가스들을 한꺼번에 처리한다.

그러나 건식 또는 혼합형 가스 스크러버를 사용함에 있어서 배기 가스의 유입관이 불완전 연소의 결과 발생되는 결과물이 배기 가스 유입관의 끝에 흡착 및 침적되어 유입관이 막혀 버리는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 배기 가스의 유입관이 불완전 연소의 결과물로 인하여 막히는 것을 방지하는 배기 가스 유입관을 갖는 가스 스크러버를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 가스 스크러버는

가연성 가스를 유입하는 유입관을 구비하는 가스 스크러버에 있어서,

상기 유입관은 내부의 관으로 가연성 가스를 유입하고 외부의 관으로 불활성 가스를 유입하는 이중 배관으로 구성되고,

상기 이중 배관에 주입되는 불활성 가스의 배기압을 조정하는 플로우 조절 밸브를 포함함을 특징으로 한다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도는 종래의 건식 가스 스크러버의 구조를 보이는 단면도이다. 제1도에 도시된 장치에 있어서 배기 가스 유입관(10)으로는 예를 들면 SiH₄등의 가연성 가스가 유입되고, 발화성 가스 유입관(12)으로는 예를 들면, 산소(O₂) 등의 발화성 가스가 유입된다. 여기서, 배기 가스 유입관(10)은 스테인레스 재질의 단일 관으로 구성되어져 있다.

유입된 가연성 가스와 발화성 가스는 드라이 챔버부(14)에서 혼합되어 고온으로 발화 및 연소된다. 여기서, 드라이 챔버부(14)는 복수의 세라믹 재질의 히터봉(16)에 의해 약 500℃ 이상으로 유지된다.

제1도에 도시된 장치에 있어서 가연성 배기 가스와 발화용 가스의 불균형, 히터의 온도 불충분 등에 의해 발생된 불완전 연소의 결과물이 배기 가스 유입관의 끝에 흡착된다.

또한, 배기 가스 유입관(10)의 출구 근처에서 배기 가스와 연소 가스와의 불완전 연소 반응이 발생되며, 이러한 불완전 연소 반응에 의해 발생된 결과물이 배기 가스 유입관(10)의 끝에 침적된다.

이러한 불완전 연소 및 침적 현성이 지속적으로 발생하면 결국에는 유입관의 끝이 막히게 된다.

특히, 단일의 가스 스크러버에 여러 대의 화학 기상 증착 설비가 연결되어 사용되는 경우에 배기 가스 유입량이 더 많은 쪽에서 불완전 연소 반응이 더욱 많이 발생하여 배기 가스의 처리가 불완전하게 된다.

뿐만 아니라 배기 가스관의 기밀이 불완전한 경우에는 급속한 산화 반응 즉, 폭발의 위험성도 있게 된다.

제2도는 본 발명에 따른 가스 스크러버의 구조를 보이는 단면도이다. 제2도에 도시된 장치에 있어서 발화성 가스 유입관(22), 드라이 챔버부(24), 그리고 허터봉(26)은 제1도에 도시된 것과 동등하므로 상세한 설명을 생략한다.

제2도에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 가스 스크러버의 배기 가스의 유입관(20)은 이중 배관으로 형성되어져 있다. 즉, 내부의 관을 통해서는 가연성 가스가 유입되고, 외부의 관을 통해서는 불활성 가스 예를 들면, 질소(N₂)가 유입되도록 되어 있다.

구체적으로 설명하면 가스 스크러버의 드라이 챔버부(14)내에 다량의 발화용 가스만 있는 상태에서 가연성 가스가 유입되더라도 이중 배관으로 되어 있는 유입관 외곽에서 불활성 가스인 질소가 강력하게 유입되어 질소 쉬일드(nitrogen shield)를 형성하므로 가연성 가스와 발화성 가스가 유입관의 끝 부분에서 반응하지 못하게 된다.

또한, 드라이 챔버부(24)에서 불완전 연소가 발생하더라도 질소 쉬일드에 의해 결과물이 유입관 끝에 흡착되는 것이 방지된다.

플로우 조절기(28)는 외부 관에 연결되어 질소 가스의 주입량을 조절하고, 배기 가스 압력 측정기(30)는 배기 가스의 압력을 측정한다.

배기 가스 압력 측정기(30) 및 플로우 조절기(28)를 이용하여 배기 가스의 압력에 따라 질소의 압력을 조절할 수 있다.

단일의 가스 스크러버에 여러 대의 화학 기상 증착 설비가 연결되어 사용되는 경우에는 비교적 많은 배기 가스가 발생되는 설비에 제공되는 유입관과 가연성 가스가 유입되는 유입관을 이중 배관으로 설치하여도 좋다.

이중 배관의 재질은 내부식성이 강한 스테인레스 스틸 계통의 합금 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 내부 관과 외부 관은 용접에 의해 연결될 수도 있고, 클램프에 의해 연결될 수도 있다. 어느 쪽이거나 이중 배관 내부의 기밀 유지가 중요하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 가스 스크러버는 배기 가스가 유입되는 유입관을 이중 배관으로 하여 유입되는 배기 가스의 외측에 질소 등의 불활성 가스에 의한 쉬일드를 형성하도록 함으로써 유입관의 끝 부분에서 불완전 연소가 발생하거나 혹은 불완전 연소의 결과물이 유입관의 끝에 흡착 및 침적되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 가연성 가스를 유입하는 유입관을 구비하는 가스 스크러버에 있어서, 상기 유입관은 내부의 관으로 가연성 가스를 유입하고 외부의 관으로 불활성 가스를 유입하는 이중 배관으로 구성되고, 상기 이중 배관에 주입되는 불활성 가스의 배기압을 조정하는 플로우 조절 밸브를 포함하는 가스 스크러버.
2. 제1항에 있어서, 상기 유입관으로 유입되는 가연성 가스의 배기압을 측정하는 측정 게이지를 더 구비함을 특징으로 하는 가스 스크러버.