KR100303150B1 - 반도체 제조용 건식 가스 스크러버 - Google Patents

반도체 제조용 건식 가스 스크러버 Download PDF

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Abstract

집진 효율을 향상시킬 수 있으며, 장치의 유지보수에 따른 추가 비용이 전혀 필요없어 장치를 저렴하게 유지할 수 있고, 고형 미립자의 제거 작업시에도 구동이 가능한 반도체 제조용 건식 가스 스크러버에 관한 것으로, 본 발명의 스크러버는, 반도체 및 엘씨디(LCD) 제조 공정에 사용되는 공정용 가스의 열반응이 활발히 일어날 수 있도록 상기 가스를 예열하여 활성화시키는 예열부와; 상기 예열부를 통과하면서 활성화된 공정용 가스를 고온의 반응 챔버 내부에서 가열하여 열반응시키는 열반응부와; 열반응시에 생성된 고형 미립자를 포집하여 이 미립자를 가스와 분리하는 분리부와; 상기 분리부에서 분리된 고형 미립자를 모으는 집진부와; 상기 예열부와 분리부에 온기(溫氣) 및 냉기(冷氣)를 각각 공급하는 냉ㆍ온기 공급 수단;을 포함한다.

Description

반도체 제조용 건식 가스 스크러버{BURN TYPE DRY GAS SCRUBBER FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR}
본 발명은 반도체 및 액정 표시 소자(LCD) 제조 공정에서 사용되고 남은 기체 상태의 화학 물질을 정화하는 반도체 제조용 건식 가스 스크러버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 집진 효율을 향상시킬 수 있으며, 장치의 유지보수에 따른 추가 비용이 전혀 필요없어 장치를 저렴하게 유지할 수 있고, 고형 미립자의 제거 작업시에도 구동이 가능한 반도체 제조용 건식 가스 스크러버에 관한 것이다.
반도체 및 액정 표시 소자의 제조 공정 중에서 증착 및 확산, 식각 공정 등에는 실란(SiH4)과 아르신(AsH3) 등의 유해 가스와 수소 등의 공정용 가스가 사용되는바, 상기 가스는 발화성 및 독성이 있으므로, 사용이 끝난 공정용 가스는 정화한 후 대기로 배출하여야 한다.
따라서, 반도체 제조 공정의 각 라인에는 상기 공정용 가스를 공급받아 정화하는 서브 스크러버(sub scrubber)가 설치되고, 각각의 서브 스크러버는 하나의 덕트에 연결되며, 이 덕트는 주로 건물 옥상에 설치되는 메인 스크러버(main scrubber)에 연결된다.
이에 따라, 사용이 끝난 공정용 가스는 서브 스크러버에서 1차로 정화되고, 1차 정화된 공정용 가스는 덕트를 통해 메인 스크러버에 공급되어 상기 메인 스크러버에서 2차로 정화된 후, 대기로 배출된다.
이와 같이 공정용 가스를 1차 정화하는 서브 스크러버는 처리 방식에 따라 통상 습식 스크러버와 건식 스크러버로 구분된다.
상기 습식 스크러버는 공정용 가스를 초순수(H2O) 또는 가스 흡착성 액상 화학 약품에 통과시키거나 연무 상태로 분무시켜 흡착에 의한 방법으로 배출 가스를 제거하는 방식으로, 비교적 간단한 구성을 가지므로 제작이 용이하고 대용량화할 수 있는 장점을 가지나, 발화성이 강한 수소기를 포함하는 가스의 처리에는 부적절하고, 액상의 화학 물질을 반응의 주체로 사용하는 경우에는 2차 오염 물질을 발생시키므로 지속적인 유지 보수가 필요한 문제점이 있다.
그리고, 상기 건식 스크러버는 히터 등의 열원을 이용하여 고온의 챔버를 형성하고, 이 챔버 속으로 공정용 가스를 통과시켜 상기 가스를 열반응에 의해 고형화 하는 것으로, 비교적 안전하고 온도 제어가 용이하므로 주로 사용된다.
본 발명은 상기 건식 스크러버에 관한 것으로, 이러한 스크러버는 크게 공정용 가스를 열반응 시키는 열반응부와, 열반응시에 생성된 고형 미립자를 포집하여 이 미립자를 가스와 분리하는 분리부와, 분리된 고형 미립자를 모으는 집진부로 나눌 수 있다.
도 1을 참조로 하여 종래의 건식 스크러버에 대해 설명하면, 공정용 가스를 열반응 시키는 열반응부(110)는 반응 챔버(112)와, 반응 챔버(112)를 둘러싸도록 설치되어 챔버(112) 내부를 대략 800℃ 이상으로 가열하는 히터(114)로 이루어지며, 챔버(112)에는 공정용 가스가 유입되는 가스 유입구(116)와 압축 공기(CDA :Compressed Dry Air)가 유입되는 공기 유입구(118) 및 질소가 유입되는 질소 유입구(118')가 구비된다.
여기에서, 상기 챔버(112) 내부를 대략 800℃ 이상으로 가열하는 것은 공정용 가스의 대부분이 상기 온도 이하에서 열반응되기 때문이다.
그리고, 고형 미립자(고체 가스 입자)를 포집하여 이 미립자를 가스와 분리하는 분리부(120)는 가스 및 고형 미립자를 냉각하는 냉각 챔버(122)를 구비하며, 냉각 챔버(122)에는 냉각수가 순환하는 냉각수 순환 파이프(124)와, 이 파이프(124)의 외주면에 설치되는 롤러(126)와, 롤러(126)에 부착된 고형 미립자를 제거하는 도시하지 않은 스크래퍼가 제공된다.
여기에서, 분리부를 상기와 같이 구성하는 것은 열반응시에 생성된 고형 미립자를 냉각하여 이 미립자를 효과적으로 포집하기 위한 것이다.
그리고, 고형 미립자를 모으는 집진부는 고형 미립자를 제거할 때 사용하는 개폐형 청소구(128)를 구비하는 집진기(130)로 이루어진다.
이에 따라, 공정용 가스와 공기 및 질소가 유입구(116,118,118')를 통해 열반응부(110)로 공급되면, 상기 가스는 히터(114)에 의해 소정 온도로 가열된 챔버(112) 내부를 통과하면서 열반응을 일으키게 된다.
즉, 공정용 가스 중에서 실란(SiH4)을 예로 들어 설명하면, 상기 실란은 다음 반응식(1)과 같은 반응을 일으키게 된다.
SiH4+ O2⇒ SiO2+ 2H2------------------------------ (1)
상기 반응에 의해 생성된 고형 미립자(SiO2)는 냉각 챔버(122) 내에서 냉각되어 운동량을 잃으면서 자중에 의해 낙하하여 집진기(130)에 집진되거나 또는 롤러(126)에 달라붙게 되며, 상기 고형 미립자와 분리된 가스는 냉각 챔버(122)의 가스 배출구(132)를 통해 도시하지 않은 덕트로 공급되고, 이후 이 덕트를 통해 메인 스크러버에 공급된다.
그리고, 롤러(126)에 포집된 고형 미립자는 상기 롤러(126)를 회전시킴에 따라 스크래퍼에 의해 제거되고, 집진기(130)에 집진된 고형 미립자는 개폐형 청소구(128)를 통해 정기적으로 제거된다.
그런데, 상기와 같이 구성된 종래의 스크러버에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 종래의 스크러버는 공정용 가스의 온도와 반응 챔버 내부 온도 간의 온도차가 매우 크므로, 상기 가스가 반응 챔버 내부를 통과하는 동안 열반응 온도까지 충분히 가열되지 못한 상태에서 냉각 챔버로 빠져나가게 되고, 이로 인해, 냉각 챔버에서 고형 미립자의 포집이 효과적으로 이루어지지 않게 되어 집진 효율이 낮다.
그리고, 종래의 스크러버는 냉각수 순환 파이프를 통해 냉각수를 계속적으로 순환시키면서 공정용 가스를 냉각하는 구조이므로, 냉각수를 순환시키기 위한 펌프 및 공정용 가스와 열교환된 냉각수를 소정의 온도로 재냉각하기 위한 열교환장치 등의 부대장치를 필요로 하며, 이로 인해 상기 부대장치를 구동함에 따른 소비전력의 증가 등으로 인해 장치 유지비가 증가된다.
또한, 종래의 스크러버에는 공정용 가스의 유동 통로를 집진기의 개폐형 청소구와 차단하는 역할을 하는 부재가 없으므로, 집진기에 집진된 고형 미립자를 제거할 때에는 통상 스크러버의 작동을 정지시킨 후, 공정용 가스를 바이패스 라인을 통해 메인 스크러버로 공급해야 한다.
따라서, 상기와 같이 공정용 가스를 서브 스크러버에서 1차적으로 정화하지 않은 상태에서 덕트를 통해 메인 스크러버 측으로 공급하는 경우에는 메인 스크러버에서 처리해야 할 가스의 양이 증가되어 이 가스의 정화 작업이 확실히 이루어지지 않는 경우 정화되지 않은 가스가 대기중으로 배출될 위험성이 있으며, 공정용 가스를 메인 스크러버 측으로 공급하는 덕트에 틈이 있는 경우에는 이러한 가스의 유동 과정 중에 가스가 공기와 접촉하여 발화될 위험성이 항상 존재한다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 집진 효율을 향상시킬 수 있으며, 장치의 유지보수에 따른 추가 비용이 전혀 필요없어 장치를 저렴하게 유지할 수 있고, 고형 미립자의 제거 작업시에도 구동이 가능한 반도체 제조용 건식 가스 스크러버를 제공함에 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 건식 가스 스크러버의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 건식 가스 스크러버의 구성도.
도 3은 본 발명의 건식 가스 스크러버에 적용된 냉ㆍ온기 공급 수단의 구성도.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 압축 공기를 공급받아 온기(溫氣) 및 냉기(冷氣)를 생성하고 이 온기를 이용하여 공정용 가스를 예열하는 한편 상기 냉기를 이용하여 공정용 가스를 냉각하는 보텍스 튜브(vortex tube)와, 고형 미립자의 제거 작업시에 가스 유동 통로를 청소구와 차단하도록 작동하는 차단판을 구비하는 스크러버에 의해 달성된다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건식 스크러버를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 건식 스크러버는, 반도체 및 엘씨디(LCD) 제조 공정에 사용되는 공정용 가스의 열반응이 활발히 일어날 수 있도록 상기 가스를 예열하여 활성화시키는 예열부와, 예열부를 통과하면서 활성화된 공정용 가스를 고온의 반응 챔버 내부에서 가열하여 열반응시키는 열반응부와, 열반응에 따라 생성된 고형 미립자를 포집하여 이 미립자를 가스와 분리하는 분리부와; 고형 미립자를 모으는 집진부를 포함한다.
예열부는 가스 유입구(10)와 온기 유입구(12) 및 질소 유입구(10')가 제공된 예열 챔버(14)를 구비하며, 챔버(14)에는 보텍스 튜브(vortex tube :16)에서 생성된 온기(溫氣)가 온기 유입구(12)를 통해 공급된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 보텍스 튜브(16)의 몸체(18)에는 압축 공기(CDA :Compressed Dry Air)가 유입되는 압축 공기 유입구(20)와 온기 출구(22) 및 냉기 출구(24)가 구비되며, 몸체(18) 내부에는 압축 공기 유입구(20)를 통해 유입된 압축 공기를 회전시키는 회전실(26)이 제공된다.
이에 따라, 대략 3∼10㎏/㎠로 압축된 압축 공기가 유입구(20)를 통해 유입되면, 이 압축 공기는 회전실(26)의 내벽면을 따라 1,000,000 rpm으로 초고속 회전을 하게 되며, 이 회전 공기(1차 보텍스)는 온기 출구(22) 측으로 향하다가 일부는 온기 출구(22) 측으로 배출되고 나머지는 조절 밸브(28)에 의해 회송되어 2차 보텍스를 형성하면서 냉기 출구(24) 측으로 나가게 된다.
이때, 2차 보텍스의 흐름은 1차 보텍스 흐름의 안쪽에 있는, 보다 낮은 압력의 지역을 통과하면서 열량을 잃고 냉기 출구(24) 측으로 향하게 되며, 회전하는 두개의 공기 흐름에 있어서 내부 흐름의 공기 입자는 바깥 흐름의 공기 입자와 1회전하는 시간이 동일(동일 각속도)하므로 실제 운동 속도는 바깥 흐름보다 낮다. 이 운동 속도의 차이는 운동 에너지가 줄었음을 의미하며 이 상실된 운동 에너지는 열로 변환되어 바깥 흐름의 공기의 온도를 상승시키고 내부 흐름은 더욱 온도가 내려간다.
이로 인해, 냉기 출구(24)를 통해서는 0℃∼-65℃ 정도의 냉기가 배출되고, 온기 출구(22)를 통해서는 48℃∼90℃ 정도의 온기가 배출되며, 이 온기는 예열부의 예열 챔버(14)에 공급된다.
여기에서, 냉기와 온기의 온도는 압축 공기의 온도를 조절하는 것에 따라 조절 가능하다.
그리고, 예열 챔버(14)의 내부에는 가스와 온기의 혼합을 유도하는 코운(cone)형 혼합기(30)가 설치되고, 예열 챔버(14)는 제1 집진기(32)에 연결되며, 집진기(32)에는 개폐형 청소구(34)가 제공된다.
또한, 예열 챔버(14)의 측방향으로 상기 집진기(32)에는 반응 챔버(36)가 설치되고, 반응 챔버(36)와 예열 챔버(14)는 집진기(32)를 통해 서로 연통되며, 반응 챔버(36)의 외주면에는 이 챔버(36) 내부를 대략 800℃ 이상으로 가열하기 위한 히터(38)가 설치된다.
여기에서, 상기 반응 챔버(36)와 히터(38)는 열반응부를 구성하며, 온기 유입구(12)는 온기의 온도를 상승시키기 위해 히터(38)의 주위를 나선형으로 감싸도록 설치된다.
그리고, 고형 미립자와 가스를 분리하는 분리부는 고형 미립자를 냉각하여 이 미립자를 포집하는 냉각식 집진 시스템과, 일정한 전기적 성질을 띄고 있는 고형 미립자를 정전 효과(靜電效果)를 이용하여 포집하는 정전식 집진 시스템을 포함한다.
상기 냉각식 집진 시스템은 반응 챔버(36)를 통과한 공정용 가스가 유입되는 제1 냉각 챔버(40)와, 제1 냉각 챔버(40)의 측부에서 상기 제1 냉각 챔버(40)와 함께 제2 집진기(42)에 설치되며 이 집진기(42)를 통해 상기 제1 냉각 챔버(40)에 연통하는 제2 냉각 챔버(44)와, 제1 및 제2 냉각 챔버(40,44)를 둘러싸도록 설치되며내부에는 냉각액(coolant :46)이 채워지는 냉각액 챔버(48)와, 냉각액 챔버(48)의 내면 테두리부를 따라 제공되는 기포 발생용 파이프(50)를 포함하며, 정전식 집진 시스템은 냉각 챔버(40,44) 내부에 설치되며 음(-) 전위의 전압이 인가되는 전극봉(52)을 포함한다.
여기에서, 상기 냉각액 챔버(48)의 소정 지점에는 냉각액(46)이 기포 발생용 파이프(50)의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 도시하지 않은 체크 밸브가 설치된다.
그리고, 냉각 챔버(40,44)의 내주면에는 상기 내주면에 포집된 고형 미립자를 제거하는 원형 띠형상의 스크래퍼(54) 및 이 스크래퍼(54)를 상하로 구동하기 위한 도시하지 않은 실린더 등의 구동 수단이 설치된다.
이와 같이, 분리부를 냉각식 집진 시스템과 정전식 집진 시스템으로 구성하는 경우에는 상기 분리부를 어느 하나의 집진 시스템으로 구성하는 경우에 비해 집진 효율을 배가할 수 있게 된다.
여기에서, 상기 냉각액(46)으로는 물 또는 자동차용 냉각액이 사용될 수 있으며, 기포 발생용 파이프(50)에는 도 3의 보텍스 튜브(vortex tube :16)에서 생성된 냉기(冷氣)가 공급된다.
한편, 집진부를 구성하는 제1 및 제2 집진기(32,42)에는 고형 미립자를 제거할 때 사용하는 개폐형 청소구(34,56)와, 고형 미립자의 제거 작업시에 공정용 가스의 유동 통로를 개폐형 청소구(34,56)와 차단하는 차단판(58)이 각각 제공된다.
상기 차단판(58)은 청소구(34,56)의 상측에서 화살표 방향을 따라 집진기 내부로 수납 및 인출 가능하게 설치되는바, 차단판(58)의 내면에는 랙(60)이 제공되고, 집진기(32,42)에는 랙(60)에 치합되는 피니언(62)이 마련된 도시하지 않은 축과, 이 축을 회전시키기 위한 도시하지 않은 핸들 또는 모터가 설치되며, 집진기(32,42)의 내부에서 차단판(58)의 이송 경로상에는 차단판(58)과 함께 작용하여 가스 유동 통로를 청소구(34,56)와 밀폐시키는 개스킷(64)이 마련된다.
여기에서, 상기 공정용 가스의 유동 통로를 형성하는 예열 챔버(14)와 반응 챔버(36) 등의 내벽면에는 내식성이 양호한 인코넬이 코팅된다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 스크러버는 다음과 같이 작동된다.
예열 챔버(14)에는 가스 유입구(10)와 질소 유입구(10')를 통해 공정용 가스와 질소가 유입되는 한편, 온기 유입구(12)를 통해 온기가 유입되는바, 상기 온기는 전술한 바와 같이 보텍스 튜브(16)의 온기 배출구(22)에서 배출된 것으로, 히터(38)에 의해 온도가 더욱 상승된 것이다.
이와 같이, 예열 챔버(14)에 가스와 질소 및 온기가 유입되면 상기 가스는 코운형 혼합기(30)에 의해 온기와 혼합되면서 상기 온기와 열교환되어 1차로 가열되며, 이후, 반응 챔버(36)로 유입되어 히터(38)에 의해 2차로 가열된다.
여기에서, 상기 온기 유입구(12)의 내부에 나선관을 제공하면 온기와 가스의 혼합을 더욱 효과적으로 할 수 있다.
하기 표 1은 본 발명의 스크러버에서 처리 가능한 공정용 가스의 일부 예를 나타내는 것으로, 각각의 공정용 가스는 표 1에 나타낸 각각의 열반응 온도에서 반응 농도에 따라 각기 열반응을 일으키게 되는바, 예열 챔버(14)에서는 일부의 디클로르실란, 디보렌, 수소 등이 열반응농도에 따라 열반응을 일으키게 되며, 반응 챔버(36)에서는 열반응되지 않은 디클로르실란, 디보렌, 수소 및 표 1에 나타낸 나머지 가스들이 열반응을 일으키게 된다.
표 1
가스의 명칭 화학식 반응식 비고(열반응 온도)
실란 SiH4 SiH4+ O2 SiO2+ 2H2 300℃
디실란 Si2H6 Si2H6+3O2 2SiO2+ 3H2O 300℃
디클로르실란 SiH2Cl2 SiH2Cl2+ O2 SiO2+ 2HCl 100℃
포스핀 PH3 4PH3+ 8O2 2P2O5+ 6H2O 375℃
디보렌 B2H6 B2H6+ 3O2 B2O3+ 3H2O 40℃
산소화합물 O2(SiH4) O2(SiH4)SiO2+ 2H2 650℃
산화질소화합물 N2O(SiH4) 2N2O + SiH4 SiO2+ 2H2+ 2N2 650℃
암모니아화합물 NH3(SiH4) 4NH3+ 3SiH4 Si3N4+ 12H2 655℃
테오스(TEOS) Si(OC2H5)4 Si(OC2H5)4+ 12O2 SiO2+ 8CO2+ 10H2O 260℃
아르신 AsH3 2AsH3+ 3O2 As2O3+ 3H2O 300℃
사불화질소 NF4 2NF4+ 4H2 N2+ 8HF 200℃
육불화에탄 C2F6 C2F6+ O2 2CO2+ 3F2 600℃
사불화황 SF4 SF4+ O2 SO2+ 2F2 600℃
사불화규소 SiF4 SiF4+ O2 SiO2+ 2F2 600℃
수소 H2 2H2+ O2 2H2O 100℃
이때, 반응 챔버(36)에서 열반응을 일으키는 가스들은 예열 챔버(14)를 통과하면서 소정의 온도로 예열되므로, 반응 챔버(36)에서는 이 가스들의 열반응이 종래에 비해 원활하게 이루어지게 된다.
그리고, 각 가스의 열반응시 생성되는 고형 미립자는 제1 집진기(32)에 집진되거나 또는 가스와 함께 냉각 챔버로 유입되는바, 이 냉각 챔버(40,44)의 내부에는 음(-) 전위의 전압이 인가되는 전극봉(52)이 설치되어 있으므로, 고형 미립자는 전극봉(52)에 의한 정전 효과로 인해 냉각 챔버(40,44)의 내주면에 포집된다.
한편, 본 실시예에서와 같이, 냉각 챔버(40,44)의 주위에 냉각액 챔버(48)를 구비하면, 가스 미립자는 냉각액 챔버(48)에 채워진 냉각액(46)으로 인해 0℃ 이하의 온도로 유지되는 제1 및 제2 냉각 챔버(40,44)를 통과하면서 냉각되어 운동량이 감소되므로, 냉각 챔버(40,44)의 내주면에 포집되는 가스 미립자의 양이 전극봉(52)만 사용하는 경우에 비해 더욱 증가된다.
이하, 제1 및 제2 냉각 챔버(40,44)가 0℃ 이하의 소정 온도로 유지되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
압축 공기(CDA)의 공급으로 인해 보텍스 튜브(16)의 냉기 출구(24)를 통해 냉기(冷氣)가 배출되고, 이 냉기가 기포 발생용 파이프(50)로 공급되면, 냉각액 챔버(48)의 내부에는 냉기에 의한 기포가 형성된다.
따라서, 반응 챔버(36)를 통과한 뜨거운 공정용 가스와 냉각액(46)이 열교환되어 상기 냉각액의 온도가 상승되더라도 상기 기포와의 열교환으로 인해 냉각액의 온도는 적정 수준으로 유지된다.
이와 같이, 제1 및 제2 냉각 챔버(40,44)를 통과하면서 챔버(40,44)의 내주면에 포집된 고형 미립자는 도시하지 않은 실린더 등의 구동 수단에 의해 화살표 방향을 따라 상하로 작동하는 원형 띠형상의 스크래퍼(54)에 의해 챔버(40,44)로부터 떨어져 제1 및 제2 집진기(42)에 집진되며, 상기 고형 미립자와 분리된 가스는 냉각 챔버(44)의 가스 배출구(66)를 통해 도시하지 않은 덕트로 공급되고, 이후 이덕트를 통해 메인 스크러버에 공급된다.
그리고, 제1 및 제2 집진기(32,42)에 집진된 고형 미립자를 개폐형 청소구(34,56)를 통해 제거할 때에는, 먼저 도시하지 않은 핸들 또는 모터를 조작하여 피니언(62)을 시계방향으로 회전시키므로써 피니언(62)에 맞물린 랙(60)에 의해 차단판(58)이 집진기(32,42) 내부로 최대한 수납되도록 한다.
이와 같이 하면, 가스 유동 통로와 청소구(34,56) 사이에 차단판(58)이 위치되므로 청소구(34,56)가 가스 유동 통로로부터 차단되며, 이 가스 유동 통로는 차단판(58) 및 개스킷(64)에 의해 밀봉된다.
이후, 상기와 같이 가스 유동 통로가 차단되면 작업자는 청소구(34,56)를 개방한 후 집진기(32,42)에 집진된 고형 미립자를 제거하고, 상기 작업이 완료된 후에는 청소구(34,56)를 폐쇄한 후, 피니언(62)을 반시계방향으로 회전시켜 차단판(58)을 인출한다.
이에 따라, 고형 미립자의 제거 작업중에도 스크러버에 의한 가스 정화 작업을 계속적으로 실시할 수 있게 되고, 상기 작업중에는 고형 미립자가 차단판(58)에 집진된 후 집진기에 집진된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 스크러버는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 보텍스 튜브에서 생성된 온기를 공급받는 예열 챔버를 구비하고 있으므로, 공정용 가스 중에서 일부 가스가 예열 챔버에서 열반응을 일으키게 되고, 반응 챔버에서 열반응을 일으키는 공정용 가스는 예열 챔버를 통과하면서 소정의 온도로 예열되어 활성화된다.
따라서, 반응 챔버에서는 공정용 가스의 열반응이 종래에 비해 활발하고 원활하게 일어나게 되고, 이로 인해, 공정용 가스가 열반응되지 않은 상태에서 반응 챔버를 빠져나가게 되는 것을 최대한 억제할 수 있으므로, 종래에 비해 생성되는 고형 미립자의 양이 증가된다.
둘째, 고형 미립자를 포집하여 이 미립자를 가스와 분리하는 분리부가 전극봉을 구비하는 정전식 집진 시스템과 냉각 챔버 및 냉각 챔버를 둘러싸는 냉각액 챔버를 구비하는 냉각식 집진 시스템으로 이루어지므로, 열반응시에 생성된 고형 미립자를 더욱 효과적으로 포집할 수 있으며, 어느 하나의 집진 시스템만 구비하는 경우에 비해 포집 효율을 배가할 수 있다.
특히, 보텍스 튜브에서 생성된 온기와 냉기를 이용하여 예열 챔버 및 냉각액 챔버를 구동함으로, 장치의 유지 및 보수에 따른 추가 비용 지출이 전혀 없어 장치를 저렴하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 냉각 챔버의 내주면에 포집된 고형 미립자를 제거하기 위한 스크래퍼가 이 내주면과 접촉된 상태에서 상하로 이동하도록 구성되어 있으므로, 고형 미립자가 점성을 갖는 경우에도 이 미립자를 확실히 제거할 수 있다.
따라서, 고형 미립자가 불확실하게 제거됨으로 인해 집진 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
넷째, 집진기에 집진된 고형 미립자의 제거 작업시 가스 유동 통로와 청소구를 차단하는 차단판이 구비되어 있으므로, 이 차단판을 개폐 작동시킴에 따라 스크러버에 의한 가스 처리 작업을 고형 미립자의 제거 작업과 관계없이 계속적으로 실시할 수 있다.
따라서, 정화되지 않은 가스가 대기중으로 배출될 위험성을 제거할 수 있으며, 덕트를 통한 가스의 유동 과정 중에 가스가 공기와 접촉하여 발화될 위험성을 제거할 수 있다.

Claims (10)

  1. 반도체 및 엘씨디(LCD) 제조 공정에 사용되는 공정용 가스의 열반응이 활발히 일어날 수 있도록 상기 가스를 예열하여 활성화시키는 예열부와;
    상기 예열부를 통과하면서 활성화된 공정용 가스를 고온의 반응 챔버 내부에서 가열하여 열반응시키는 열반응부와;
    상기 열반응시에 생성된 고형 미립자를 포집하여 이 미립자를 가스와 분리하는 분리부와;
    상기 분리부에서 분리된 고형 미립자를 모으는 집진부와;
    상기 예열부와 분리부에 온기(溫氣) 및 냉기(冷氣)를 각각 공급하므로써 예열부와 분리부의 구동원으로 작용하는 냉ㆍ온기 공급 수단;
    을 포함하는 반도체 제조용 건식 가스 스크러버.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 냉ㆍ온기 공급 수단은 압축 공기를 공급받아 냉기와 온기를 생성하며, 생성된 냉기 및 온기를 각각의 출구를 통해 배출하는 보텍스 튜브(vortex tube)로 이루어지는 반도체 제조용 건식 가스 스크러버.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 분리부는, 반응 챔버를 통과한 가스가 유입되는 냉각 챔버와, 냉각 챔버를 둘러싸도록 설치되며 내부에는 냉각액이 채워지는 냉각액 챔버와, 냉각액 챔버의 내부에 제공되는 기포 발생 수단과, 냉각 챔버와 동일한 단면형상을 가지며 이 챔버의 내주면과 접촉한 상태에서 상하 이동이 가능하게 설치되는 스크래퍼와, 상기 스크래퍼를 상하 이동시키는 이동 수단을 포함하며, 기포 발생 수단에는 보텍스 튜브에서 생성된 냉기가 공급되는 반도체 제조용 건식 가스 스크러버.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 냉각 챔버의 내부에는 음(-) 전위의 전압이 인가되는 전극봉이 제공되는 반도체 제조용 건식 가스 스크러버.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 예열부는 반응 챔버와 연통하는 예열 챔버를 구비하고, 예열 챔버에는 공정용 가스가 유입되는 가스 유입구와 온기(溫氣)가 유입되는 온기 유입구가 제공되며, 온기 유입구에는 보텍스 튜브에서 생성된 온기가 공급되는 반도체 제조용 건식 가스 스크러버.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 예열 챔버의 내부에는 가스와 온기의 혼합을 유도하는 코운(cone)형 혼합기가 설치되는 반도체 제조용 건식 가스 스크러버.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 집진부는, 예열 챔버 및 반응 챔버에서 생성된 고형 미립자가 집진되는 제1 집진기와, 냉각 챔버에서 포집된 고형 미립자가 집진되는 제2 집진기로 이루어지며, 제1 및 제2 집진기에는 고형 미립자의 제거 작업시에 사용되는 개폐형 청소구가 구비되는 반도체 제조용 건식 가스 스크러버
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제1 및 제2 집진기에는 고형 미립자의 제거 작업시에 공정용 가스의 유동 통로를 개폐형 청소구와 차단하는 차단 부재가 각각 구비되는 반도체 제조용 건식 가스 스크러버.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 차단 부재는, 집진기 내부로 수납 및 인출 가능하게 설치되는 차단판과, 상기 차단판을 수납 및 인출 작동시키는 작동 수단과, 상기 차단판과 함께 작용하여 가스 유동 통로를 밀폐시키는 밀봉 수단을 포함하는 반도체 제조용 건식 가스 스크러버.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 작동 수단은, 차단판의 하부면에 제공되는 랙과, 상기 랙에 치합되는 피니언 기어와, 상기 피니언 기어를 회전시키는 모터 또는 핸들로 이루어지는 반도체 제조용 건식 가스 스크러버.
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