KR100318549B1 - burning equipment of semiconductor device scrubber system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체장치 제조공정에 사용되는 유독성, 가연성 및 부식성 등 그 특성이 강한 각종 공정가스를 배출함에 있어서, 이들 공정가스에 의한 안전사고의 위험을 방지하도록 공정가스의 연소 성질을 이용하여 안전한 상태로 변환시키는 반도체장치 스크러버 시스템의 연소장치에 관한 것으로서, 이를 위한 구성은, 공정챔버에서 연장된 배관(P1)의 단부에 연장된 관 형상으로 설치되는 내측 몸체(38)와; 상기 내측 몸체(38)의 외측 부위를 커버하는 형상의 외측 몸체(40)와; 상기 내측 몸체(38) 내벽의 길이 방향으로 적어도 하나 이상 배치되는 히터(36a, 36b, 36c)와; 상기 공정챔버에서 연장된 배관(P1)의 단부에 연장되어 상기 내측 몸체(38)에 연통 설치되며, 상기 히터(36a, 36b, 36c)가 이루는 통로의 중심 부위에 대응하여 공정가스의 흐름을 유도하는 공급노즐(33)과; 상기 내측 몸체(38)의 하부에 연장 설치되어 연소 과정 이후 파우더 상태로 변환되는 2차 생성물을 집진토록 하고, 나머지 공정가스의 흐름을 유도하는 유도관(P2)과 연통하는 집진챔버(42); 및 상기 히터(36a, 36b, 36c)의 가열 상태와 공정가스를 포함한 각종 가스의 유동량을 제어하는 컨트롤러;를 포함한 구성으로 이루어진다.In the present invention, in the process of discharging various process gases having strong characteristics such as toxic, flammable, and corrosive, which are used in the semiconductor device manufacturing process, a safe state is utilized by using combustion characteristics of the process gas to prevent the risk of safety accidents caused by these process gases. A combustion apparatus of a semiconductor device scrubber system for converting a furnace into a furnace, the configuration comprising: an inner body (38) installed in a tubular shape extending at an end of a pipe (P1) extending from a process chamber; An outer body 40 shaped to cover an outer portion of the inner body 38; At least one heater (36a, 36b, 36c) disposed in the longitudinal direction of the inner wall of the inner body (38); It extends to the end of the pipe (P1) extending from the process chamber is installed in communication with the inner body 38, inducing the flow of the process gas corresponding to the central portion of the passage formed by the heater (36a, 36b, 36c) A supply nozzle 33; A dust collection chamber 42 extending from the lower portion of the inner body 38 to collect the secondary product converted into a powder state after the combustion process and communicating with an induction pipe P2 for inducing the flow of the remaining process gas; And a controller for controlling a heating state of the heaters 36a, 36b, and 36c and a flow amount of various gases including a process gas.
또한, 상기 연소장치(34) 상에는, 고농도 공정가스의 연소에 따른 열팽창 상태의 온도를 감지하도록 설치되는 제 1 온도감지센서(44)와; 상기 연소장치(34)의 중심부 온도 상태를 감지하도록 설치되는 제 2 온도감지센서(46); 및 상기 히터(36a, 36b, 36c)에 의한 연소 효율을 높이도록 외측으로부터 연통 설치되는 공기 공급관(O);을 부가 설치함이 바람직하다.In addition, the combustion device 34, the first temperature sensor 44 is installed to detect the temperature of the thermal expansion state according to the combustion of the high concentration process gas; A second temperature sensor 46 installed to detect a central temperature state of the combustion device 34; And an air supply pipe (O) communicating from the outside so as to increase the combustion efficiency by the heaters (36a, 36b, 36c).
그리고, 상기 공급노즐(33)은, 상기 공정챔버에서 연장된 배관(P1) 단부에 연장된 관 형상으로 측부 소정 위치에 상기 제 1 온도감지센서(44)의 신호에 따른 상기 컨트롤러의 제어에 의해 질소 가스를 공급하는 질소 공급관(N1)이 연결되는 주관(33a)과; 상기 주관(33a)의 측부 소정 부위에서 단부를 커버하는 관 형상으로 연장되고, 측부 소정 위치에 질소 공급관(N2)이 연결되며, 상기 히터(36b)의 중심 부위에 대응하여 상기 질소 공급관(N2)을 통해 공급되는 질소 가스가 유도되는 공정가스를 포위하여 방향성을 갖도록 유도하는 커버관(33b);으로 구성되어 이루어진다.In addition, the supply nozzle 33 is a tubular shape extending to an end of the pipe P1 extending from the process chamber, and is controlled by the controller according to the signal of the first temperature sensor 44 at a predetermined position on the side. A main pipe 33a to which a nitrogen supply pipe N1 for supplying nitrogen gas is connected; Extends in a tubular shape covering an end portion at a side predetermined portion of the main pipe 33a, a nitrogen supply pipe N2 is connected to a side predetermined position, and corresponds to a central portion of the heater 36b; It consists of; cover pipe (33b) to guide the nitrogen gas supplied through the guide gas to be guided to have a directional direction.
따라서, 본 발명에 의하면, 연소장치로 유도되는 공정가스가 관 형상의 통로를 이루는 내측 몸체를 통과하는 과정에서 커버관을 통해 공급되는 질소 가스에 의해 포위되어 열량이 집중되는 히터의 길이 방향 중심 부위를 통과하게 됨에 따라 연소 효율 및 열에너지의 효율이 높아지고, 동시에 그 부위에 공정가스의 연소에 필요한 공기가 가열된 상태로 제공됨으로써 공정가스의 열분해 효율이 높아지는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, the longitudinal center portion of the heater in which the heat is concentrated by the nitrogen gas supplied through the cover tube in the process of the process gas guided to the combustion device passing through the inner body forming a tubular passage As it passes through the combustion efficiency and the efficiency of the heat energy is increased, and at the same time the air required for the combustion of the process gas is provided in a heated state there is an effect that the thermal decomposition efficiency of the process gas is increased.
또한, 연소장치 내부에 설치되는 제 1 온도감지센서의 신호를 받은 컨트롤러는, 공급노즐의 주관에 연결되는 질소 공급관의 질소 공급량을 조절함으로써 집진챔버에 설치되는 릴리프밸브를 포함한 릴리프관과 더불어 공정가스의 역류 현상을 방지하게 되는 효과가 있다.In addition, the controller receiving the signal of the first temperature sensor installed in the combustion device, the process gas in addition to the relief pipe including a relief valve installed in the dust collection chamber by adjusting the nitrogen supply amount of the nitrogen supply pipe connected to the main pipe of the supply nozzle There is an effect that prevents the reverse flow phenomenon.
그리고, 내측 몸체 내부에 설치되는 제 2 온도감지센서에 의해 항시 일정하게 히터의 가열량을 조절토록 함으로써 열에너지 사용에 따른 손실을 절감하게 되는 경제적 이점이 있다.In addition, there is an economic advantage of reducing the loss due to the use of thermal energy by constantly adjusting the heating amount of the heater by the second temperature sensor installed inside the inner body.
Description
본 발명은 반도체장치 스크러버 시스템의 연소장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체장치 제조공정에 사용되는 유독성, 가연성 및 부식성 등 그 독성이 강한 각종 공정가스를 배출함에 있어서, 이들 공정가스에 의한 안전사고의 위험을 방지하도록 공정가스의 연소 성질을 이용하여 안전한 상태로 변환시키는 반도체장치 스크러버 시스템의 연소장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion device of a semiconductor device scrubber system, and more particularly, in order to discharge various process gases having high toxicity such as toxic, flammable, and corrosive used in a semiconductor device manufacturing process, safety accidents caused by these process gases. The present invention relates to a combustion device of a semiconductor device scrubber system which converts a process state into a safe state by using the combustion property of a process gas.
일반적으로 실리콘 웨이퍼는 사진, 확산, 식각, 화학기상증착 및 금속증착 등의 공정을 반복 수행함으로서 반도체장치로 제작되고, 이들 반도체장치 제조공정 중 확산, 식각, 화학기상증착 등의 공정은 밀폐된 공정챔버 내부에 요구되는 공정가스를 공급하여 이들 공정가스로 하여금 웨이퍼 상에서 반응토록 하는 것이다.In general, a silicon wafer is manufactured as a semiconductor device by repeatedly performing processes such as photographing, diffusion, etching, chemical vapor deposition, and metal deposition, and processes such as diffusion, etching, and chemical vapor deposition are closed processes in the manufacturing process of these semiconductor devices. The process gases required in the chamber are supplied to cause these process gases to react on the wafer.
이렇게 사용되는 공정가스는 통상 유독성, 가연성 및 부식성 등 그 독성이 강한 것으로서, 이들 공정가스가 별도의 정화 과정이 없이 외부로 유출될 경우 심각한 환경오염 및 안전사고의 위험을 초래하게 된다.The process gases used in this way are generally toxic, flammable and corrosive, and have high toxicity, and when these process gases are leaked to the outside without a separate purification process, they cause serious environmental pollution and safety accidents.
따라서, 각 제조설비에서 배기덕트로 연결되는 공정가스 배출라인 상에는 배출되는 공정가스를 안전한 상태로 분해 또는 정화시키기 위한 스크러버 시스템이 설치된다.Therefore, a scrubber system is installed on the process gas discharge line connected to the exhaust duct in each manufacturing facility to disassemble or purify the discharged process gas in a safe state.
이러한 스크러버 시스템의 공정가스 분해 방법은, 공정가스의 성질 즉, 일반 공기와 접촉하게 되면 폭발적으로 반응하는 성질과, 가열에 의해 연소되는 성질을이용한 연소식 방법, 물에 용해되는 성질을 이용한 습식방법, 또는 가스 처리제와 반응하는 성질을 이용한 건식 방법 및 상기 연소식에 건식과 습식을 병행하는 방법 등으로 구분되고 있다.The process gas decomposition method of such a scrubber system is a combustion method using the properties of the process gas, that is, explosive reaction when it comes into contact with general air, and burned by heating, and a wet method using the property of dissolving in water. Or a dry method using a property of reacting with a gas treating agent, and a method of combining dry and wet with the combustion method.
여기서, 상술한 연소식 방법과 가스 처리제를 이용한 건식 방법을 병행하여 수행하는 스크러버 시스템의 종래 기술에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Here, the prior art of the scrubber system which performs the above-mentioned combustion method and the dry method using a gas treating agent will be described with reference to the accompanying drawings.
종래의 스크러버 시스템(10)은, 일반적으로 공정챔버에서 배기덕트(도면의 단순화를 위하여 생략함)로 이어지는 직렬 또는 병렬 구조의 배관(P) 상에 적어도 하나 이상 설치되는 구성으로서, 스크러버 시스템(10)을 포함한 배관(P) 상에는 배기덕트로부터 공정가스의 흐름을 유도하는 진공압이 제공된다.The conventional scrubber system 10 is a configuration in which at least one scrubber system 10 is installed on a pipe P of a series or parallel structure which is generally connected to an exhaust duct (omitted for simplification of the drawing) in a process chamber. On the pipe (P) including a) is provided a vacuum pressure to induce the flow of the process gas from the exhaust duct.
상술한 스크러버 시스템(10)의 종래 구성을 살펴보면, 도1에 도시된 바와 같이, 내부가 구획 형성된 캐비닛(12)의 내부로 공정챔버에서 연장된 배관(P1)이 연통하여 설치되고, 이 배관(P1)의 단부는 소정 형상의 연소장치(14)에 연결된다.Looking at the conventional configuration of the above-described scrubber system 10, as shown in Figure 1, the pipe (P1) extending from the process chamber is installed in the interior of the cabinet 12, the partition is formed in communication with the pipe ( The end of P1 is connected to the combustion device 14 of a predetermined shape.
이러한 연소장치(14)의 내부에는 배관(P1)을 통해 유도되는 공정가스를 연소 분해하기 위해 열량을 제공하는 히터(16)가 내장 설치되어 있으며, 이 히터(16)의 가열에 의해 연소되는 공정가스는 연소장치(14)의 일측으로 연장 설치되는 다른 배관(P2)을 통해 유도 배출된다.Inside the combustion device 14, a heater 16 is provided to provide heat to burn and decompose the process gas induced through the pipe P1, and the process is burned by the heating of the heater 16. The gas is induced and discharged through another pipe P2 extending to one side of the combustion device 14.
한편, 이렇게 연소된 공정가스가 유도되는 다른 배관(P2) 상에는, 도1에 도시된 바와 같이, 배관(P2)의 소정 부위를 커버하는 형상으로 그 내부에 냉각수가 유동하는 냉각자켓(18)이 설치되고, 유동하는 공정가스는 냉각자켓(18)에 의한 열교환으로 냉각되어 그 일부가 파우더 상태로 변환되며, 나머지는 미연소 또는 미반응된 상태의 공정가스로 구분되어 유동하게 된다.On the other hand, on the other pipe (P2) in which the thus-combusted process gas is guided, as shown in Fig. 1, the cooling jacket 18 in which the coolant flows in a shape covering the predetermined portion of the pipe (P2) is The installed and flowing process gas is cooled by heat exchange by the cooling jacket 18, a part of which is converted into a powder state, and the remainder is divided into the unburned or unreacted process gas to flow.
한편, 상술한 배관(P2)의 단부는, 복수개의 가스 처리제(20)가 내장된 카트리지챔버(22)에 연통 연결되며, 이러한 카트리지챔버(22)로 유입되는 공정가스 중 파우더 상태의 2차 생성물은 카트리지챔버(22)의 가스 처리제(20) 표면에서 점착되거나 그 하부에 집진된다.On the other hand, the end of the above-described pipe (P2) is connected to the cartridge chamber 22 in which the plurality of gas treating agents 20 are built, the secondary product in the powder state of the process gas flowing into the cartridge chamber 22 Is adhered to the surface of the gas treating agent 20 of the cartridge chamber 22 or collected below.
또한, 미연소 또는 미반응된 상태의 공정가스는 카트리지챔버(22)를 통과하는 과정에서 내부에 충진된 가스 처리제(20)와 반응하여 흡착, 변환되어 카트리지챔버(22)의 다른 일측으로 연통하는 배관(P3)을 통해 배기덕트 또는 다른 스크러버 시스템(도면의 단순화를 위하여 생략함)으로 유동하는 구성을 이룬다.In addition, the unburned or unreacted process gas reacts with the gas treating agent 20 filled therein in the course of passing through the cartridge chamber 22 to be adsorbed and converted to communicate with the other side of the cartridge chamber 22. It is configured to flow through the pipe P3 to the exhaust duct or other scrubber system (not shown for simplicity of the drawings).
여기서, 상술한 스크러버 시스템(10)에 있어서, 연소장치(14) 내부에 배관(P1)을 통해 유입되는 공정가스는 배기덕트로부터 제공되는 진공압에 의해 유도되어 히터(16)에 의해 열량이 제공되는 부위를 통과하는 과정에서 연소되고, 이때 히터(16)의 열량이 집중되는 중심 부위가 열분해 효율이 가장 높게 나타남에 따라 상술한 바와 같이, 배관(P1)을 통해 유도되는 고농도의 공정가스는 히터(16)의 중심 부위 즉, 열량이 집중되는 부위를 통과할 것이 요구된다.Here, in the above-described scrubber system 10, the process gas flowing into the combustion device 14 through the pipe (P1) is guided by the vacuum pressure provided from the exhaust duct to provide the heat amount by the heater 16 Combustion in the process of passing through the site, and as the center portion where the heat of the heater 16 is concentrated shows the highest pyrolysis efficiency, as described above, the high concentration of process gas induced through the pipe P1 is the heater It is required to pass through the center portion of (16), that is, the portion where the calories are concentrated.
또한, 공정가스의 연소 과정에서 연소 효율을 높이기 위해서는 공기 즉, 산소의 공급이 요구되고, 이러한 산소의 공급이 이루어질 경우 고농도의 공정가스와 산소는 연소시 산화 반응에 의한 안전한 상태로의 변환을 기대할 수 있게 된다.In addition, in order to increase the combustion efficiency during the combustion of the process gas, supply of air, that is, oxygen, is required, and when such oxygen is supplied, high concentration of process gas and oxygen may be expected to be converted to a safe state by oxidation reaction during combustion. It becomes possible.
그리고, 연소장치(14) 내부는, 고농도 공정가스가 연소됨에 따라 발열 현상으로 고온의 온도 상태를 이루게 되고, 이렇게 형성되는 온도 상태가 정도 이상으로 높아질 경우 열팽창 압력에 의해 공정가스의 역류 현상이 발생되는 문제가 있으며, 이에 따라 연소장치(14)에는 공정가스의 역류 현상을 방지하기 위한 별도의 구성이 요구된다.In addition, the combustion device 14 forms a high temperature state due to the exothermic phenomenon as the high concentration process gas is combusted, and when the temperature state thus formed becomes higher than about, a reverse flow phenomenon of the process gas occurs due to thermal expansion pressure. There is a problem that, accordingly, the combustion device 14 requires a separate configuration for preventing the backflow of the process gas.
한편, 히터(16)에 의한 열에너지 사용 관계에 있어서, 연소장치(14) 내부의 온도 상태를 항시 일정 수준으로 유지시키도록 하는 별도의 구성이 요구되며, 또 그 온도 상태를 형성 유지하기 위한 열에너지 사용의 효율을 높이도록 하여 그에 따른 경제적 손실을 절감할 수 있도록 함이 바람직하다.On the other hand, in relation to the use of heat energy by the heater 16, a separate configuration is required to keep the temperature state inside the combustion device 14 at a constant level at all times, and use of heat energy to form and maintain the temperature state. To increase the efficiency of the it is desirable to be able to reduce the resulting economic losses.
본 발명의 목적은, 반도체장치 스크러버 시스템의 연소장치에 있어서, 유도되는 공정가스로 하여금 열량이 집중되는 히터의 중심 부위를 통과하도록 함과 동시에 연소의 시간이 연장되도록 하고, 그 부위에 공정가스의 연소에 필요한 공기 즉, 산소를 제공토록 하여 연소 효율을 높이도록 하는 반도체장치 스크러버 시스템의 연소장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to allow a process gas to be guided in a combustion device of a semiconductor device scrubber system to pass through a central portion of a heater in which heat is concentrated, and at the same time to extend combustion time, The present invention provides a combustion device of a semiconductor device scrubber system to provide combustion air, that is, oxygen, to increase combustion efficiency.
또한, 공정가스의 연소에 따른 열팽창으로 공정가스의 역류를 방지토록 하며, 공정가스의 연소가 이루어지는 히터의 가열 정도가 항시 일정 수준으로 유지되도록 하여 열에너지 사용에 따른 경제적 손실을 절감하도록 하는 반도체장치 스크러버 시스템의 연소장치를 제공함에 있다.In addition, the semiconductor device scrubber to prevent the backflow of the process gas due to thermal expansion due to the combustion of the process gas, and to maintain the heating degree of the heater in which the process gas is burned at a constant level at all times to reduce the economic loss due to the use of thermal energy. It is to provide a combustion device of the system.
도1은, 종래의 스크러버 시스템의 구성과 그 구성의 설치 관계 및 이를 통한 공정가스의 흐름을 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 공정도이다.1 is a process diagram schematically shown in order to explain the configuration of the conventional scrubber system, the installation relationship of the configuration and the flow of the process gas through the configuration.
도2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버 시스템의 연소장치 구성과 그 구성의 설치 관계 및 이를 통한 공정가스의 흐름을 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 부분 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a combustion apparatus configuration of the scrubber system according to an embodiment of the present invention, the relationship between the installation and the flow of process gas through the configuration.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10, 30: 스크러버 시스템 12, 32: 케비닛10, 30: scrubber system 12, 32: cabinet
14, 34: 연소장치 16, 36a, 36b, 36c: 히터14, 34: combustion apparatus 16, 36a, 36b, 36c: heater
18: 냉각자켓 20: 가스 처리제18: cooling jacket 20: gas treating agent
22, 60: 카트리지챔버 33: 공급노즐22, 60: cartridge chamber 33: supply nozzle
38: 내측 몸체 40: 외측 몸체38: inner body 40: outer body
42: 집진챔버 44: 제 1 온도감지센서42: dust collecting chamber 44: the first temperature sensor
46: 제 2 온도감지센서 48a, 48b: 냉각관46: second temperature sensor 48a, 48b: cooling tube
50: 필터링챔버50: filtering chamber
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치 스크러버 시스템의연소장치는, 공정챔버에서 연장된 배관의 단부에 관 형상으로 연장 설치되는 내측 몸체와; 상기 내측 몸체의 외측 부위를 커버하는 형상의 외측 몸체와; 상기 내측 몸체의 내벽 길이 방향에 대응하여 연장된 통로 형상으로 적어도 하나 이상이 일렬 배치되는 히터; 및 상기 공정챔버에서 연장된 배관의 단부에 연장되어 상기 내측 몸체에 연통 설치되며, 상기 히터가 이루는 통로의 중심 부위에 대응하여 공정가스의 흐름을 유도하는 공급노즐과; 상기 내측 몸체의 하부에 연장 설치되어 연소 과정 이후 파우더 상태로 변환되는 2차 생성물을 집진토록 하고, 나머지 공정가스의 흐름을 유도하는 유도관과 연통하는 집진챔버; 및 상기 히터의 가열 상태와 공정가스를 포함한 각종 가스의 유동량을 제어하는 컨트롤러;를 포함한 구성으로 이루어진다.The combustion apparatus of the semiconductor device scrubber system according to the present invention for achieving the above object comprises: an inner body extending in a tubular shape at the end of the pipe extending from the process chamber; An outer body shaped to cover an outer portion of the inner body; A heater in which at least one heater is arranged in a line in a passage shape extending in correspondence with an inner wall length direction of the inner body; And a supply nozzle extending at an end portion of the pipe extending from the process chamber and communicating with the inner body and inducing a flow of the process gas corresponding to a central portion of the passage formed by the heater; A dust collection chamber extending under the inner body to collect the secondary product converted into a powder state after the combustion process and communicating with an induction pipe for inducing the flow of the remaining process gas; And a controller configured to control a heating state of the heater and a flow amount of various gases including a process gas.
또한, 상기 연소장치 상에는, 공정가스의 연소에 따른 열팽창 상태의 온도를 감지하도록 설치되는 제 1 온도감지센서와; 상기 히터의 중심부 온도 상태를 감지하도록 설치되는 제 2 온도감지센서; 및 상기 히터에 의한 연소 효율을 높이도록 외측으로부터 연통 설치되는 공기 공급관;을 부가 설치함이 바람직하다.In addition, the combustion device, the first temperature sensor is installed to detect the temperature of the thermal expansion state according to the combustion of the process gas; A second temperature sensor installed to detect a central temperature state of the heater; And an air supply pipe communicating from the outside so as to increase the combustion efficiency by the heater.
그리고, 상기 공급노즐은, 상기 공정챔버에서 연장된 배관 단부에 연장된 관 형상으로 측부 소정 위치에 상기 제 1 온도감지센서의 신호에 따른 상기 컨트롤러의 제어에 의해 질소 가스를 공급하는 질소 공급관(N1)이 연결되는 주관과; 상기 주관의 측부 소정 부위에서 단부를 커버하는 관 형상으로 연장되고, 측부 소정 위치에 질소 공급관(N2)이 연결되며, 상기 히터의 중심 부위에 대응하여 상기 질소 공급관을 통해 공급되는 질소 가스가 유도되는 공정가스를 포위하여 방향성을 갖도록 유도하는 커버관;으로 구성되어 이루어진다.In addition, the supply nozzle is a nitrogen supply pipe (N1) for supplying nitrogen gas under the control of the controller according to the signal of the first temperature sensor at a predetermined position on the side in a tubular shape extending from the pipe end extending from the process chamber. Subjective to); Extends in a tubular shape covering an end portion from a side predetermined portion of the main pipe, a nitrogen supply pipe N2 is connected to a side predetermined position, and a nitrogen gas supplied through the nitrogen supply pipe is induced corresponding to a central portion of the heater; It consists of a cover pipe to surround the process gas to induce it to have a direction.
또한, 상기 공기 공급관은, 상기 내측 몸체를 통과하는 공정가스의 잠열을 이용하여 데워진 상태로 공급되도록 길이 방향 측부가 상기 연소장치에서 하측으로 연장되는 상기 내측 몸체의 측부를 감싸는 코일 형상을 이루고, 그 단부가 상기 외측 몸체와 내측 몸체를 관통하여 상기 히터의 열량이 집중되는 부위에 대응하도록 설치함이 바람직하다.In addition, the air supply pipe has a coil shape that surrounds the side of the inner body extending in the lower side in the combustion device so that the longitudinal side is supplied in a warmed state using the latent heat of the process gas passing through the inner body, It is preferable that an end portion penetrates through the outer body and the inner body so as to correspond to a portion where heat quantity of the heater is concentrated.
한편, 상기 집진챔버의 일측 부위에는, 연통하는 상기 내측 몸체 내부의 압력이 공정가스의 역류 방지를 위해 상기 질소 공급관(N1)으로부터 제공되는 질소 가스의 압력 이상으로 높아지는 것을 방지하도록 연소 과정 이후의 공정가스를 배기덕트로 이어지는 배관으로 유도 배출하도록 릴리프밸브를 갖는 릴리프관;을 연통 설치함이 효과적이다.On the other hand, in one side of the dust collection chamber, the process after the combustion process to prevent the pressure inside the communicating inner body to rise above the pressure of the nitrogen gas provided from the nitrogen supply pipe (N1) to prevent the back flow of the process gas It is effective to communicate with a relief pipe having a relief valve to induce and discharge gas into a pipe leading to the exhaust duct.
이하, 상기 구성에 따른 반도체장치 스크러버 시스템의 연소장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a combustion apparatus of a semiconductor device scrubber system according to the above configuration will be described with reference to the accompanying drawings.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치 스크러버 시스템의 연소장치의 구성 및 그에 따른 공정가스의 배출 과정을 부분 단면하여 나타낸 정면도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 상세한 설명은 생략하기로 한다.FIG. 2 is a front view partially illustrating a configuration of a combustion apparatus of a semiconductor device scrubber system and a process gas discharge process according to an embodiment of the present invention, and a detailed description thereof will be omitted.
본 발명에 따른 스크러버 시스템(30)은, 도2에 도시된 바와 같이, 공정챔버와 배기덕트(도면의 단순화를 위하여 생략함)로 이어지는 각각의 배관(P1, P4)이 구획 형성된 케비닛(32)이 내부로 관통하여 연장 설치된다.In the scrubber system 30 according to the present invention, as shown in FIG. 2, a cabinet 32 in which respective pipes P1 and P4 are connected to a process chamber and an exhaust duct (omitted for simplification of the drawing). ) Extends through the interior and is installed.
이들 배관(P1, P4)은, 다시 케비닛(32) 내부의 상측 부위에서 분기된 형상으로 제 1 바이패스관(B1)이 상호 연통 연결되고, 이 제 1 바이패스관(B1) 상에는 제 1 바이패스관(B1)을 통해 공정가스의 흐름을 컨트롤러(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 의해 선택적으로 개폐하도록 하는 오토밸브(V1)가 설치된다.These pipings P1 and P4 are connected to each other by the first bypass pipe B1 in a shape branched again from the upper part inside the cabinet 32, and on the first bypass pipe B1, An auto valve V1 is installed to selectively open and close the flow of the process gas through the bypass pipe B1 by a controller (omitted for simplicity of the drawing).
여기서, 상술한 제 1 바이패스관(B1)은, 케비닛(32)의 내부에서 양측 배관(P1, P4)을 상호 연통 연결하는 형상으로 설명되었으나, 이 제 1 바이패스관(B1)은 케비닛(32) 외측의 양측 배관(P1, P4)을 상호 연통 연결하는 형상으로 설치될 수도 있다.Here, the above-described first bypass pipe B1 has been described as having a shape in which both side pipes P1 and P4 communicate with each other inside the cabinet 32, but the first bypass pipe B1 is connected to the cable. Both side pipes P1 and P4 on the outside of the cabinet 32 may be installed in a shape that communicates with each other.
또한, 제 1 바이패스관(B1)으로 분기된 이후의 배관(P1) 상에는, 유도되는 공정가스의 흐름을 컨트롤러에 의해 선택적으로 차단하기 위한 오토밸브(V2)가 설치되고, 이 오토밸브(V2)에 연이은 배관(P1) 단부에는, 도2에 도시된 바와 같이, 연이어 설치되는 연소장치(34) 내부로 관통 삽입되는 공정가스 공급노즐(33)이 연장 설치된다.In addition, on the pipe P1 after branching to the first bypass pipe B1, an auto valve V2 is provided for selectively blocking the flow of guided process gas by the controller, and the auto valve V2 is provided. ), A process gas supply nozzle 33 penetrating and inserted into the combustion device 34 which is installed successively is installed at the end of the pipe P1 subsequent to the pipe P1.
이러한 공급노즐(33)의 형상은, 도2에 도시된 바와 같이, 일측 단부가 배관(P1)의 단부로부터 연장 연결되는 주관(33a)이 있고, 이 주관(33a)의 외측 부위를 커버하는 형상의 커버관(33b)이 구비되어 이루어진다.As shown in FIG. 2, the supply nozzle 33 has a main pipe 33a having one end extending from the end of the pipe P1 and covering an outer portion of the main pipe 33a. The cover tube 33b is provided.
그리고, 주관(33a)과 커버관(33b)의 각 상측 부위에는, 도2에 도시된 바와 같이, 케비닛(32) 일측으로 관통 설치되는 질소가스 공급라인으로부터 분기되어 선택적으로 질소 가스를 공급하도록 형성된 질소 공급관(N1, N2)이 각각 연통 연결된다.In addition, as shown in FIG. 2, branches of the main pipe 33a and the cover pipe 33b are branched from a nitrogen gas supply line penetrating to one side of the cabinet 32 to selectively supply nitrogen gas. The formed nitrogen supply pipes N1 and N2 are connected in communication with each other.
여기서, 상술한 바와 같이, 주관(33a)에 연결되는 질소 공급관(N1)은배관(P1)으로부터 주관(33a)을 통해 유동하는 공정가스의 유속을 제어하게 되며, 커버관(33b)에 연결되는 질소 공급관(N2)은 주관(33a)의 외벽과 커버관(33b)의 내벽 사이로 질소를 공급하게 됨에 따라 주관(33a)을 통해 유도되는 공정가스를 감싸는 형상으로 포위하여 그 흐름을 유도하게 된다.Here, as described above, the nitrogen supply pipe (N1) connected to the main pipe (33a) is to control the flow rate of the process gas flowing through the main pipe (33a) from the pipe (P1), and is connected to the cover pipe (33b) As the nitrogen supply pipe N2 supplies nitrogen between the outer wall of the main pipe 33a and the inner wall of the cover pipe 33b, the nitrogen supply pipe N2 surrounds the process gas guided through the main pipe 33a to induce the flow thereof.
한편, 연소장치(34)의 구성은, 도2에 도시된 바와 같이, 상술한 공급노즐(33)로부터 연장된 관 형상의 내측 몸체(38)와 이 내측 몸체(38)의 외측 부위를 커버하는 형상의 외측 몸체(40)로 구분된다.On the other hand, the configuration of the combustion device 34, as shown in Figure 2, covering the tubular inner body 38 and the outer portion of the inner body 38 extending from the above-described supply nozzle 33 It is divided into the outer body 40 of the shape.
이러한 구성을 보다 상세히 설명하면, 상술한 내측 몸체(38)에는, 도2에 도시된 바와 같이, 내벽을 따라 상· 하측 방향으로 지그재그 형상으로 굴곡 형성된 히터(36a, 36b, 36c)가 내측 몸체(38)의 길이 방향으로 적어도 하나 이상 설치되고, 그 중심 부위에 위치되는 히터(36b)는 상술한 공급노즐(33)을 통해 분사되는 공정가스에 대응하여 연소에 요구되는 충분한 열량을 제공하도록 구성된다.In more detail, the above-described inner body 38 includes heaters 36a, 36b, and 36c that are bent in a zigzag shape along the inner wall in an upward and downward direction, as shown in FIG. At least one heater 36b disposed in the longitudinal direction of 38 and positioned at a central portion thereof is configured to provide a sufficient amount of heat required for combustion in response to the process gas injected through the above-described supply nozzle 33. .
상술한 내측 몸체(38)의 상측 부위에는, 고농도 공정가스가 연소함에 따라 발생할 수 있는 발열 상태를 온도로 감지하기 위하여 내측 몸체(38) 상부에 온도 상태를 감지하기 위한 제 1 온도감지센서(44)가 설치되고, 연소장치(34)의 중심 내부에는 히터(36b)의 온도 상태를 파악하기 위한 제 2 온도감지센서(46)가 외측 몸체(40)와 내측 몸체(38)의 측벽을 관통하여 설치된다.In the upper portion of the inner body 38, the first temperature sensor 44 for detecting a temperature state on the upper portion of the inner body 38 in order to detect the heat generated by the high concentration of the process gas as a temperature. In the center of the combustion device 34, a second temperature sensor 46 for grasping the temperature state of the heater 36b penetrates the side walls of the outer body 40 and the inner body 38. Is installed.
또한, 외측 몸체(40)에는, 도2에 도시된 바와 같이, 상술한 내측 몸체(38)가 중심 부위에 위치되도록 일측 부위가 힌지 결합되어 회전식으로 개폐되는 구성을 이루고, 이렇게 외측 몸체(40)의 상호 분개되는 대향면은 내측 몸체(38)의 외관 형상에 부합되는 형상으로 단열재가 충진된 구성을 이룬다.In addition, the outer body 40, as shown in Figure 2, so that the one side portion is hinged so that the above-described inner body 38 is located in the center portion is configured to open and close rotationally, so the outer body 40 The mutually reversing opposing surfaces of the inner body 38 form a configuration in which a heat insulating material is filled in a shape corresponding to the external shape of the inner body 38.
여기서, 히터(36a, 36b, 36c)는, 상술한 바와 같이, 지그재그 형상으로 굴곡되어 내측 몸체(38) 측벽의 내· 외측으로 노출된 형상을 이루도록 하고, 이 히터(36a, 36b, 36c)의 외측을 커버하는 단열재는 세라믹 재질로 삽입되어 양측으로 분개 가능한 형상으로 설치되어 상술한 내측 몸체(38) 외부로 돌출되는 히터(36a, 36b, 36c)를 밀착 커버하게 된다.As described above, the heaters 36a, 36b, and 36c are bent in a zigzag shape to form a shape exposed to the inside and the outside of the side wall of the inner body 38, and the heaters 36a, 36b, and 36c are The heat insulating material covering the outer side is inserted into a ceramic material and installed in a shape recognizable to both sides to cover the heaters 36a, 36b, and 36c protruding outward from the inner body 38.
따라서, 상술한 히터(36a, 36b, 36c)는, 내측 몸체(38) 내부로 돌출된 형상을 이루어 공급노즐(33)을 통해 유도되는 고농도 공정가스에 대향하여 직접적으로 가열하여 연소시키는 구성을 이룬다.Therefore, the heaters 36a, 36b, and 36c described above have a configuration that protrudes into the inner body 38 to directly heat and combust the high concentration process gas induced through the supply nozzle 33. .
그리고, 내측 몸체(38)의 하측 부위는, 도2에 도시된 바와 같이, 외측 몸체(40) 하부로 돌출된 관 형상을 이루고, 이렇게 돌출된 부위는 캐비닛(32)의 일측으로부터 관통 연장되는 공기 공급관(O)이 복수회 감착되며, 이 공기 공급관(O)의 단부는 다시 외· 내측 몸체(40, 34)의 중심 부위를 관통하여 공정가스의 연소에 필요한 공기 즉, 산소를 공급하도록 설치된다.In addition, the lower portion of the inner body 38, as shown in Figure 2, forms a tubular shape protruding to the lower portion of the outer body 40, this protruding portion is air that extends through from one side of the cabinet 32 The supply pipe (O) is depressed a plurality of times, and the end of the air supply pipe (O) is again installed to supply air, that is, oxygen, required for combustion of the process gas through the center portions of the outer and inner bodies (40, 34). .
한편, 내측 몸체(38)의 하측 부위는, 외측 몸체(40)의 하측으로 연장 돌출된 형상을 이루고, 이 내측 몸체(38)의 하측 단부는 공정가스가 연소되는 과정에서 무게를 갖는 파우더 상태의 2차 생성물로 변환되어 자체 하중에 의해 떨어지는 것을 집진하도록 하는 집진챔버(42)가 연결되고, 이 집진챔버(42)의 측부 소정 위치에는 공정가스의 흐름을 유도하는 유도관(P2)이 연이어 설치된다.On the other hand, the lower portion of the inner body 38 is formed to protrude to the lower side of the outer body 40, the lower end of the inner body 38 of the powder state having a weight in the process of burning the process gas The dust collecting chamber 42 is connected to the secondary product to collect the falling by its own load, and the induction pipe P2 for guiding the flow of the process gas is successively installed at the side predetermined position of the dust collecting chamber 42. do.
또한, 집진챔버(42)의 일측 부위에는, 배기덕트로 이어지는 배관(P4)과 연통하는 릴리프관(도면의 단순화를 위하여 생략함)이 연결되고, 이 릴리프관 상에는 상술한 유도관(P2) 및 이 유도관(P2) 이후의 각 구성이 막히는 현상에 대응하여 연소장치(34)와 집진챔버(42) 내부의 압력이 정도 이상으로 상승할 경우 내부의 공정가스를 배출하도록 릴리프밸브가 설치된다.In addition, a relief tube (not shown for simplification of the drawing) is connected to one side of the dust collecting chamber 42 to communicate with the pipe P4 leading to the exhaust duct, and the above-described induction pipe P2 and In response to the blockage of the components after the induction pipe P2, a relief valve is installed so as to discharge the internal process gas when the pressure inside the combustion device 34 and the dust collection chamber 42 rises by about or more.
한편, 상술한 연소장치(34)의 각 구성과 이 연소장치(34)와 연결되어 유도되는 각종 가스의 유동량은 케비닛(32) 전면에 설치되는 컨트롤러(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 의해 제어되는 구성을 이룬다.On the other hand, each of the above-described configuration of the combustion device 34 and the flow amount of various gases connected to the combustion device 34 is guided by a controller (omitted for the sake of simplicity) installed in the front of the cabinet 32. A controlled configuration is achieved.
여기서, 상술한 연소장치(34)의 구성에 따른 공정가스의 흐름 관계를 설명하면, 제 1 바이패스관(B1)은 스크러버 시스템(30)의 각 구성 및 이들 구성을 연결하는 각 배관의 막힘 또는 교체가 요구될 경우 각 구성으로 연결되는 각 배관 상의 밸브를 차단하고, 제 1 바이패스관(B1) 상에 위치되는 오토밸브(V1)가 개방됨으로써 그 기능을 수행하는 구성을 이룬다.Here, when the flow relationship of the process gas according to the configuration of the combustion device 34 described above, the first bypass pipe (B1) is a blockage of each configuration of the scrubber system 30 and each pipe connecting these components or When the replacement is required, the valve on each pipe connected to each component is shut off, and the auto valve V1 positioned on the first bypass pipe B1 is opened to perform the function.
한편, 일반적으로는 공정챔버에서 유도되는 공정가스는, 공급노즐(33)을 통해 연소장치(34) 내부로 유도되고, 이 과정에서 커버관(33b)과 연결된 질소 공급관(N2)에 의해 제공되는 질소 가스는 주관(33a)을 통해 유도되는 공정가스를 포위하여 히터(36a, 36b, 36c)의 중심 부위를 통과하도록 그 방향성을 유도하게 된다.On the other hand, in general, the process gas induced in the process chamber is guided into the combustion device 34 through the supply nozzle 33, in this process is provided by the nitrogen supply pipe (N2) connected to the cover pipe (33b) The nitrogen gas surrounds the process gas guided through the main pipe 33a to induce its directivity to pass through the central portions of the heaters 36a, 36b, and 36c.
이렇게 유도되는 공정가스는, 도2에 도시된 바와 같이, 통로를 이루며 연속적으로 배치되는 히터(36a, 36b, 36c)에 의해 점차적으로 보다 많은 열량을 제공받게 되고, 이들 히터(36a, 36b, 36c)의 중심 부위에서 그 열량의 극대화가 이루어지게 될 뿐 아니라 이 부위에서 공기 공급관(O)을 통해 제공되는 공기에 의해 그 연소 효율이 증대가 이루어진다.The process gas induced in this way, as shown in FIG. 2, is gradually provided with more heat by the heaters 36a, 36b, 36c continuously arranged in a passage, and these heaters 36a, 36b, 36c. In addition, the heat is maximized at the central part of) and the combustion efficiency is increased by the air provided through the air supply pipe (O) at this part.
또한, 연소장치(34) 내의 중심 부위에 설치되는 제 2 온도감지센서(46)는 히터(36a, 36b, 36c)의 사용에 따른 열에너지의 낭비를 방지하도록 히터(36a, 36b, 36c)의 가열 정도를 감지하게 되고, 그 신호를 컨트롤러에 인가하여 컨트롤러로 하여금 히터(36a, 36b, 36c)에 인가되는 전원을 통해 히터(36a, 36b, 36c)의 가열 정도를 제어하게 된다.In addition, the second temperature sensor 46 installed at the center of the combustion device 34 heats the heaters 36a, 36b, and 36c to prevent waste of thermal energy due to the use of the heaters 36a, 36b, and 36c. The degree is sensed, and the signal is applied to the controller to cause the controller to control the degree of heating of the heaters 36a, 36b, and 36c through the power applied to the heaters 36a, 36b, and 36c.
그리고, 상술한 바와 같이, 공정가스가 연소되는 과정에서 연소장치(34) 내부의 온도 상태가 변하게 되며, 이때 내측 몸체(38)의 상부에 연통 설치되는 제 1 온도감지센서(44)는 그 신호를 컨트롤러에 인가하게 되고, 컨트롤러는 내측 몸체(38) 내의 열팽창에 따른 온도 변화에 의해 공정가스의 역류 현상을 방지할 위험이 있을 경우 공급노즐(33)의 주관(33a)과 연결된 질소 공급관(N1)을 통해 질소 가스의 공급량을 높이도록 함으로써 공정가스의 역류 현상을 방지하게 된다.In addition, as described above, the temperature state inside the combustion device 34 is changed during the process of burning the process gas, and the first temperature sensor 44 communicating with the upper portion of the inner body 38 is the signal. Is applied to the controller, and the controller supplies a nitrogen supply pipe (N1) connected to the main pipe (33a) of the supply nozzle (33) when there is a risk of preventing a backflow phenomenon of the process gas due to a temperature change due to thermal expansion in the inner body (38). By increasing the supply of nitrogen gas through) to prevent the backflow of the process gas.
또한, 상술한 바와 같이, 연소장치(34)에 연통 설치되는 공기 공급관(O)은, 외부에서 직접적으로 공급될 경우 연소장치(34) 내부의 열에너지를 감소시키는 문제가 있음에 따라 이 공기 공급관(O)의 소정 부위는 연소장치(34) 하부에 연장된 내측 몸체(38)에 감착되는 현상으로 설치됨에 따라 공기 공급관(O)을 통해 공급되는 공기는 유도되는 공정가스의 잠열에 의해 데워진 상태로 공급된다.In addition, as described above, the air supply pipe O communicated with the combustion device 34 has a problem of reducing thermal energy inside the combustion device 34 when directly supplied from the outside. As a predetermined portion of O) is installed in a phenomenon in which the inner body 38 extends under the combustion device 34, the air supplied through the air supply pipe O is warmed by the latent heat of the induced process gas. Supplied.
한편, 내측 몸체(38)를 통과한 공정가스는, 하부에 연통 설치되는 집진챔버(42)로 유도되고, 이때 공정가스 중 파우더 상태의 2차 생성물로 변환된것은 자체 무게에 의해 집진챔버(42)에 점차적으로 집진 수용되는 과정을 거치게 된다.On the other hand, the process gas passing through the inner body 38 is guided to the dust collection chamber 42 which is installed in communication with the lower portion, wherein the process gas is converted into a secondary product in the powder state of the dust collection chamber 42 by its own weight Will be gradually collected and accommodated.
그리고, 상술한 바와 같이, 파우더 상태의 2차 생성물로 변환되지 않은 미연소 또는 미반응한 공정가스는 배기덕트로부터 유도되는 진공압에 유도되어 집진챔버(42) 일측으로 연통 설치되는 유도관(P2)을 통해 연이어 설치되는 필터링챔버(50) 또는 카트리지챔버(60)로 유도된다.In addition, as described above, the unburned or unreacted process gas which is not converted into the secondary product in the powder state is induced by vacuum pressure derived from the exhaust duct and is connected to one side of the dust collection chamber 42 to install the induction pipe (P2). Through) is guided to the filtering chamber 50 or the cartridge chamber 60 are installed in succession.
한편, 집진챔버(42)의 일측 부위에 연통 설치되는 릴리프관과 릴리프밸브는 유도관(P2) 및 그 이후의 각 구성의 막힘 현상이 발생될 경우 정도 이상으로 압력 상태가 향상되는 것을 방지하기 위한 구성으로서, 이 릴리프관(R)을 통해 공정가스는 배기덕트로 이어지는 배관(P4)으로 유도되고, 이때 공정가스는 연소에 의해 분해되어 비교적 안전한 상태로 변환되어 배출되는 구성을 이룬다.On the other hand, the relief pipe and the relief valve which is installed in communication with one side of the dust collecting chamber 42 is to prevent the pressure state is improved more than the degree when the clogging phenomenon of the induction pipe (P2) and each configuration thereafter occurs As a configuration, the process gas is led to the pipe P4 leading to the exhaust duct through the relief pipe R, where the process gas is decomposed by combustion and converted into a relatively safe state and is discharged.
따라서, 본 발명에 의하면, 연소장치로 유도되는 공정가스가 관 형상의 통로를 이루는 내측 몸체를 통과하는 과정에서 커버관을 통해 공급되는 질소 가스에 의해 포집되어 열량이 집중되는 길이 방향으로 중심 부위 즉, 내측 몸체의 내벽에 길이 방향으로 배치되는 히터의 중심 부위를 통과하게 됨으로써 연소 효율 및 열에너지의 효율이 높아지고, 동시에 그 부위에 공정가스의 연소에 필요한 공기를 가열한 상태로 제공함으로써 공정가스의 열분해 효율이 높아지는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, the process gas guided to the combustion device is collected by the nitrogen gas supplied through the cover tube in the course of passing through the inner body forming the tubular passage, the center portion in the longitudinal direction that the heat amount is concentrated, namely By passing through the central portion of the heater disposed in the longitudinal direction on the inner wall of the inner body, the combustion efficiency and thermal energy efficiency is increased, and at the same time, by heating the air necessary for the combustion of the process gas to the portion to heat the decomposition of the process gas The efficiency is increased.
또한, 연소장치 내부에 설치되는 제 1 온도감지센서의 신호를 받은 컨트롤러는, 공급노즐의 주관에 연결되는 질소 공급관의 질소 공급량을 조절함으로써 집진챔버에 설치되는 릴리프밸브를 포함한 릴리프관과 더불어 공정가스의 역류 현상이 방지되는 효과가 있다.In addition, the controller receiving the signal of the first temperature sensor installed in the combustion device, the process gas in addition to the relief pipe including a relief valve installed in the dust collection chamber by adjusting the nitrogen supply amount of the nitrogen supply pipe connected to the main pipe of the supply nozzle The reverse flow phenomenon of the has the effect of being prevented.
그리고, 내측 몸체 내부에 설치되는 제 2 온도감지센서에 의해 항시 일정하게 히터의 가열량을 조절토록 함으로써 열에너지 사용에 따른 손실을 절감할 수 있는 경제적 이점이 있다.In addition, there is an economical advantage to reduce the loss due to the use of thermal energy by constantly adjusting the heating amount of the heater by the second temperature sensor installed inside the inner body at all times.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications are within the scope of the appended claims.
Claims (1)
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