KR100507239B1 - Plasma Discharge Dust Collector - Google Patents
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Abstract
반도체 제조 공정의 폐가스를 정화하여 배출하는 배기 시스템의 일부를 구성하는 플라즈마방전집진기에 관한 발명으로서, 튜브형상의 집진극, 집진극의 내부에 삽입되는 튜브형상의 방전극, 집진극과 상기 방전극 사이에 설치되는 절연체로 구성되는 플라즈마방전부를 포함하여 구성되며, 집진극의 일측 단부는 폐가스유입관과 연결되며 타측단부는 폐가스유출관과 연결되어 폐가스의 배기 통로가 되고, 방전극의 일측 단부는 절연체와 결합하여 집진극과 전기적 절연을 이루고 타측 단부는 밀폐되어 있으며 방전극의 외주면을 따라 다수개의 침상의 돌기부가 소정의 간격으로 형성되어 있으며 방전극의 내부와 연결되는 연통구가 방전극의 외주면을 따라 다수개 형성되어 있고, 절연체에는 방전극의 개방된 일측단부에 기밀을 유지하도록 결합된 상태에서 방전극의 내부와 연결되는 압축기체흡입구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하며 플라즈마방전부의 하부에는 포집된 고형 미립자인 파우더(Powder)를 수집하여 임시로 저장하는 더스트캔(Dust Can)이 설치된다.A plasma discharge dust collector constituting a part of an exhaust system for purifying and discharging waste gas of a semiconductor manufacturing process, comprising: a tubular dust collector, a tubular discharge electrode inserted into the dust collector, and disposed between the dust collector and the discharge electrode. It is configured to include a plasma discharge consisting of an insulator, one end of the dust collecting electrode is connected to the waste gas inlet pipe, the other end is connected to the waste gas outlet pipe is an exhaust passage of the waste gas, one end of the discharge electrode is combined with the insulator and the dust collection It is electrically insulated from the pole, and the other end is sealed, and a plurality of needle-shaped protrusions are formed at predetermined intervals along the outer circumferential surface of the discharge electrode, and a plurality of communication ports connected to the inside of the discharge electrode are formed along the outer circumferential surface of the discharge electrode. The insulator is coupled to keep the airtight at one open end of the discharge electrode. The compressor body suction port is formed in the shape of the discharge electrode connected to the inside of the discharge electrode, and a dust can is installed in the lower portion of the plasma discharge unit to collect and temporarily store powder collected as solid particles. .
Description
본 발명은 반도체 제조 공정에서 발생하는 폐가스의 처리 과정에서 발생하는 SiO₂파우더(Powder)를 집진하여 처리하는 플라즈마방전집진기에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma discharge precipitator for collecting and treating SiO 2 powder generated during the treatment of waste gas generated in a semiconductor manufacturing process.
반도체 제조 공정 중에서 증착 및 확산, 식각 공정 등에는 실란(SiH4)과 아르신(AsH3) 등의 유해가스와 수소 등의 공정용 가스가 사용되는 바, 이와 같은 가스는 발화성 및 독성이 있으므로, 사용이 끝난 공정용 가스는 폐가스로 배기 시스템을 통하여 대기로 배출되기 전에 반드시 정화과정을 거쳐야 한다. 따라서, 반도체 제조 공정의 각 배기 시스템에는 폐가스를 정화하는 여러 가지 가스 스크러버 (Gas Scrubber)가 설치되어 운영되고 있으며, 처리 방식에 따라 일반적으로 습식 스크러버와 건식 스크러버로 구분된다.In the semiconductor manufacturing process, harmful gases such as silane (SiH 4 ) and arsine (AsH 3 ) and process gases such as hydrogen are used for the deposition, diffusion, and etching processes. Since such gases are ignitable and toxic, The spent process gas must be purified before it is discharged to the atmosphere through the exhaust system as waste gas. Therefore, various gas scrubbers for purifying waste gas are installed and operated in each exhaust system of the semiconductor manufacturing process, and are generally classified into a wet scrubber and a dry scrubber according to a treatment method.
습식 스크러버는 폐가스를 물(H2O) 또는 가스 흡착성 액상 화학 약품에 통과시키거나 연무 상태로 분무시켜 흡착에 의한 방법으로 배출 가스를 제거하는 방식으로, 비교적 간단한 구성을 가지므로 제작이 용이하고 대용량화 할 수 있는 장점이 있으나, 발화성이 강한 수소기를 포함하는 가스의 처리에는 부적절하고, 액상의 화학 물질을 반응의 주체로 사용하는 경우에는 2차 오염 물질이 발생되어 지속적인 유지 보수가 요구되는 문제점이 있으며, 건식 스크러버는 히터(Heater) 등의 열원을 이용하여 고온의 챔버(Chamber)를 형성하고, 이 챔버 속으로 공정용 가스를 통과시켜 폐가스를 열반응에 의해 고형 미립자화 하는 것으로, 비교적 안전하고 온도 제어가 용이한 바 습식 스크러버에 비하여 상대적으로 널리 사용되고 있다.Wet scrubber is a method of removing waste gas by adsorbing by passing waste gas through water (H 2 O) or gas adsorbent liquid chemical or spraying it in a mist state. Although there is an advantage in that it is inadequate for the treatment of a gas containing a hydrogen group having a high ignition, when using a liquid chemical as the main agent of the reaction there is a problem that the secondary pollution is generated, requiring continuous maintenance The dry scrubber forms a high temperature chamber using a heat source such as a heater, and passes the process gas into the chamber to solidify the waste gas by thermal reaction. Since it is easy to control, it is relatively widely used compared to the wet scrubber.
실란(SiH4)가스를 상기한 건식스크러버를 이용하여 열반응 시키면 다음과 같이 반응하여 SiO2 파우더(Powder)라는 고형 미립자를 생성하게 된다.When the silane (SiH 4 ) gas is thermally reacted using the dry scrubber described above, it is reacted as follows to generate solid particles called SiO 2 powder (Powder).
SiH4 + 2O2 → SiO2 + H2OSiH 4 + 2O 2 → SiO 2 + H 2 O
이와 같이 생성된 SiO2 파우더는 배기 시스템의 메인 덕트를 막히게 하거나 부식의 원인이 되므로 건식 스크러버에서 나온 SiO2 파우더를 포집하여 제거할 별도의 집진기가 요구된다. 따라서 가스 스크러버 후단에 분무(Water Spray)방식 이나 흡착방식의 집진기를 설치하여 포집하거나, 원심력집진기(Cyclone Collector)를 설치하여 포집하고 있으나, 분무방식이나 흡착방식의 경우 집진기능은 효과적으로 수행할 수 있는 반면 수질오염의 우려가 있어 물 또는 화학적 흡착제가 작업장에서 배출되기 전에 별도의 처리과정을 거쳐야 하는 문제점이 있으며, 원심력집진기의 경우는 고형 미립자인 SiO2 파우더의 비중이 워낙 가벼워 집진효과가 미진한 실정이다. 또한 플라즈마방전 방식에 의한 집진도 이루어지고 있으나 플라즈마방전이 계속적으로 이루어지는 경우 집진극으로 포집된 파우더가 집진극의 표면에 퇴적되어 플라즈마방전을 방해하고 이로 인하여 집진 기능이 저하되는 문제점이 발생하여퇴적된 파우더의 제거를 위하여 주기적인 퍼징(Purging) 작업이 요구되고 있다.Since the SiO 2 powder thus produced may clog the main duct of the exhaust system or cause corrosion, a separate dust collector is required to collect and remove the SiO 2 powder from the dry scrubber. Therefore, the water scrubber or adsorption type dust collector is installed and collected at the rear of the gas scrubber or the centrifugal dust collector is installed, but in the case of the spray method or the adsorption method, the dust collection function can be effectively performed. On the other hand, there is a risk of water pollution, which requires a separate treatment process before water or chemical adsorbents are discharged from the workplace.In the case of centrifugal dust collectors, SiO 2 powder, which is a solid particulate, is so light that the dust collection effect is insufficient. . In addition, the dust is collected by the plasma discharge method, but when the plasma is discharged continuously, the powder collected by the dust collecting electrode is deposited on the surface of the dust collecting electrode, which hinders the plasma discharge, thereby causing the problem of deterioration of the dust collecting function. Periodic purging is required to remove the powder.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is as follows.
첫째, SiO2 파우더의 포집 효과가 우수한 집진 수단을 제공한다.First, it provides a dust collecting means excellent in the collection effect of SiO 2 powder.
둘째, 수질오염 방지를 위한 별도의 처리과정이나 처리장치가 필요 없는 집진 수단을 제공한다.Second, it provides a dust collection means that does not require a separate treatment process or treatment device for preventing water pollution.
셋째, 집진 기능의 저하를 방지하기 위한 퍼징 수단을 제공한다.Third, a purging means for preventing the deterioration of the dust collecting function is provided.
넷째. SiO2 파우더의 포집과정과 포집된 SiO2 파우더의 제거과정을 단순화 하여 경제적인 집진수단 및 퍼징수단을 제공한다.fourth. Simplify the removal process of the SiO 2 powder trapping and collecting process of SiO 2 powder, and provides an economical dust collecting means and the collected buffer stage.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반도체 제조 공정의 폐가스를 정화하여 배출하는 배기 시스템의 일부를 구성하게 된다. 본 발명은 튜브형상의 전기전도성 재질의 집진극, 집진극의 내부에 삽입되는 튜브형상의 전기 전도성 재질의 방전극, 집진극과 방전극 사이에 설치되는 절연체로 구성되는 플라즈마방전부를 포함하여 구성되는 플라즈마방전집진기로서, 집진극의 일측 단부는 폐가스유입관과 연결되며 타측 단부는 폐가스유출관과 연결되어 폐가스의 배기 통로가 되고, 방전극의 일측 단부는 절연체와 결합하여 집진극과 전기적 절연을 이루고 타측 단부는 밀폐되어 있으며 방전극의 외주면을 따라 다수개의 침상의 돌기부가 소정의 간격으로 형성되어 있으며 방전극의 내부와 연결되는 연통구가 방전극의 외주면을 따라 다수개 형성되어 있고, 절연체에는 방전극의 개방된 일측 단부에 기밀을 유지하도록 결합된 상태에서 방전극의 내부와 연결되는 압축기체흡입구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한 플라즈마방전부의 하부에는 더스트캔이 설치되어 집진극에 포집된 고형 미립자를 수집하여 임시로 저장한다.In order to achieve the above object, the present invention constitutes a part of an exhaust system for purifying and discharging waste gas of a semiconductor manufacturing process. The present invention relates to a plasma discharge precipitator including a plasma discharge part including a dust collecting electrode of a tubular electrically conductive material, a discharge electrode of a tubular electrically conductive material inserted into the dust collecting electrode, and an insulator provided between the dust collecting electrode and the discharge electrode. One end of the collecting electrode is connected to the waste gas inlet pipe and the other end is connected to the waste gas outlet pipe to become an exhaust passage of the waste gas. One end of the discharge electrode is electrically insulated from the collecting electrode by being combined with an insulator and the other end is sealed. A plurality of needle-shaped projections are formed at predetermined intervals along the outer circumferential surface of the discharge electrode, and a plurality of communication ports connected to the inside of the discharge electrode are formed along the outer circumferential surface of the discharge electrode, and the insulator has airtightness at one open end of the discharge electrode. Compressor suction which is connected to the inside of discharge electrode while being coupled to maintain It characterized in that is formed. In addition, the dust can is installed in the lower portion of the plasma discharge unit to collect and temporarily store the solid particles collected in the dust collector.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration of the present invention.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예의 개략적인 단면도로서, 방전극, 집진극 및 절연체로 구성된 플라즈마방전부를 도시하고 있으며, 도2는 방전극의 개략적인 단면도 및 사시도이다. 또한 도4는 본 발명인 플라즈마방전집진기를 포함하고 있는 반도체 제조 공정의 배기 시스템을 도시하고 있다.Figure 1 is a schematic cross-sectional view of a preferred embodiment of the present invention, showing a plasma discharge unit consisting of a discharge electrode, a collecting electrode and an insulator, Figure 2 is a schematic cross-sectional view and a perspective view of the discharge electrode. 4 shows an exhaust system of the semiconductor manufacturing process including the plasma discharge dust collector of the present invention.
방전극(20)은 전기 전도성 재료의 튜브로 구성된다. 개방되어 있는 방전극(20)의 일측 단부는 절연체와 결합하여 집진극(30)과 전기적 절연을 이루게 되고, 타측 단부는 밀폐되어 있다. 도1 및 도2에는 방전극(20)과 같은 재질의 판재를 사용하여 용접한 경우만을 도시하고 있으나 밀폐방식은 방전극(20)과 같은 재질의 판재로 튜브의 입구를 용접하거나 튜브의 입구에 대응하는 캡(Cap)을 제작하여 억지끼움의 방식으로 밀봉할 수도 있다. 방전극(20)의 외부면에는 플라즈마방전이 용이하게 일어나도록 다수개의 침상의 돌기부가 소정의 간격으로 형성되어 있다. 도2에 도시된 바에 의하면 소정의 간격으로 침상이 형성된 침상판재(21)가 방전극(20)의 외부면에 소정의 간격으로 배열되어 용접된 상태를 보여 주고 있으며, 침상판재(21)가 배열된 사이의 공간에는 방전극(20)의 내부와 연결되는 다수개의 연통구(22)가 형성되어 있다. 이와 같은 연통구(22)는 방전극의 내부와 외부를 연결하여 압축기체의 통로 역할을 수행한다. 방전극의 재질은 전기 전도성이 있는 금속 중에서 장비의 내구성을 확보하기 위해서 스테인레스스틸이 사용될 수 있다. The discharge electrode 20 is composed of a tube of electrically conductive material. One end of the open discharge electrode 20 is electrically insulated from the dust collecting electrode 30 by being combined with an insulator, and the other end is sealed. 1 and 2 show only the case of welding using a plate of the same material as the discharge electrode 20, but the sealing method is a plate of the same material as the discharge electrode 20 to weld the inlet of the tube or to correspond to the entrance of the tube. Caps can also be made and sealed in a tight fit manner. On the outer surface of the discharge electrode 20, a plurality of needle-like protrusions are formed at predetermined intervals so that plasma discharge occurs easily. As shown in FIG. 2, the needle plate 21 having needles at predetermined intervals is arranged on the outer surface of the discharge electrode 20 at predetermined intervals and is welded, and the needle plate 21 is arranged. A plurality of communication ports 22 connected to the inside of the discharge electrode 20 are formed in the space between them. The communication port 22 connects the inside and the outside of the discharge electrode to serve as a passage of the compressor body. As the material of the discharge electrode, stainless steel may be used to ensure durability of the equipment among metals having electrical conductivity.
절연체(40)는 방전극(20)의 개방된 일측 단부에 결합되어 방전극(20)과 집진극(30) 사이의 전기적 절연을 이루게 된다. 절연체(40)는 전기 전도성이 없는 PVC나 TEFLON과 같은 합성수지로 만들어지며 방전극(20)의 개방된 일측 단부에 기밀을 유지하면서 결합될 수 있도록 방전극(20)의 개방된 일측 단부와 대응하는 형상을 지니고 있고, 방전극(20)과 기밀을 유지하도록 결합된 상태에서 방전극(20)의 내부와 연결되는 압축기체흡입구(41)가 형성되어 있다. 이와 같은 압축기체흡입구(41)를 통하여 방전극(20)의 내부로 압축기체가 유입되고, 유입된 압축기체는 방전극(20)에 형성된 다수개의 연통구(22)를 통하여 방전극(20)의 외부로 유출된다. 도1에 도시된 바에 의하면 절연체(40)는 캡형상의 합성수지로서 방전극(20)의 개방된 일측에 기밀을 유지하도록 결합되어 있으며, 절연체(40)의 중심부에는 압축기체흡입구(41)가 관통되어 있으며, 압축기체흡입구(41)에는 클리닝포트(42)가 장착되어 클리닝포트(42)를 통하여 압축기체가 방전극(20)의 내부로 유입된다. The insulator 40 is coupled to one open end of the discharge electrode 20 to achieve electrical insulation between the discharge electrode 20 and the dust collecting electrode 30. The insulator 40 is made of synthetic resin, such as PVC or TEFLON, which is not electrically conductive, and has a shape corresponding to the open one end of the discharge electrode 20 so that it can be coupled while keeping airtight at the open one end of the discharge electrode 20. And a compressor body suction port 41 connected to the inside of the discharge electrode 20 in a state in which it is coupled to maintain the airtightness with the discharge electrode 20. The compressor body is introduced into the discharge electrode 20 through the compressor body suction port 41, and the introduced compressor body is discharged to the outside of the discharge electrode 20 through a plurality of communication ports 22 formed in the discharge electrode 20. Spills. As shown in FIG. 1, the insulator 40 is a cap-shaped synthetic resin, which is coupled to maintain airtightness on an open side of the discharge electrode 20, and a compressor body inlet 41 penetrates through the center of the insulator 40. In addition, a cleaning port 42 is mounted at the compressor body suction port 41 so that the compressor body is introduced into the discharge electrode 20 through the cleaning port 42.
집진극(30)은 전기 전도성 재료의 튜브로 구성되며 집진극(30)의 내부에는 방전극(20)이 삽입된다. 집진극(30)의 일측 단부는 폐가스유입관과 연결되며 타측 단부는 폐가스유출관과 연결되어 집진극(30)의 내부면과 방전극(20)의 외부면 사이의 공간이 폐가스의 배기 통로가 된다. 폐가스유출관에는 폐가스필터(31)를 설치하여 배출되는 폐가스를 한 번 더 정화하여 메인 덕트를 통해 대기로 배출한다. 방전극의 재질은 전기 전도성이 있는 금속 중에서 장비의 내구성을 확보하기 위해서 스테인레스스틸이 사용될 수 있다. The dust collecting electrode 30 is composed of a tube of an electrically conductive material, and the discharge electrode 20 is inserted into the dust collecting electrode 30. One end of the collecting electrode 30 is connected to the waste gas inlet pipe and the other end is connected to the waste gas outlet pipe so that the space between the inner surface of the collecting electrode 30 and the outer surface of the discharge electrode 20 becomes an exhaust passage of the waste gas. . The waste gas outlet pipe is equipped with a waste gas filter 31 to purify the waste gas discharged once more and discharge it to the atmosphere through the main duct. As the material of the discharge electrode, stainless steel may be used to ensure durability of the equipment among metals having electrical conductivity.
더스트캔(50)은 도3에 도시한 바와 같이 집진극(30), 방전극(20), 및 절열체(40)로 구성되는 플라즈마방전부(10)의 하부에 설치되며 폐가스유입관과 연결된다. 도3에는 2개의 플라즈마방전부(10)가 도시되어 있으나 이에 한정되지 않고 하나 또는 다수개의 플라즈마방전부(10)가 선택적으로 동시에 사용될 수 있다. 더스트캔(50)은 플라즈마방전부(10)와 연결되는 상향 입구에는 깔대기 모양의 호퍼(51)가 형성되어 있으며, 폐가스유입관은 상부 일측에 연결된다. 더스트캔(50)은 플라즈마방전부(10)로부터 포집된 SiO2 파우더를 포함한 고형 미립자를 임시로 저장하게 된다. 저장된 고형 미립자는 일정 주기마다 외부로 배출시켜 더스트캔(50)을 비워 주어야 하는 바, 더스트캔(50)의 하부 일측에는 퍼징용압축기체를 분사하는 에어포트(52)가 장착되고, 포집된 고형 미립자를 더스트캔(50)의 외부로 배출하는 진공포트(53)가 하부 타측에 장착된다. 또한 더스트캔(50)의 상부 타측에는 퍼징용압축기체를 외부로 배출하는 퍼징기체배출관(54)을 설치할 수 있으며 퍼징기체배출관(54)에는 퍼징기체필터(55)를 설치하여 배출되는 퍼징기체를 정화하여 대기로 배출한다.As shown in FIG. 3, the dust can 50 is installed at a lower portion of the plasma discharge unit 10 including the dust collecting electrode 30, the discharge electrode 20, and the insulator 40, and is connected to the waste gas inlet pipe. . Although two plasma discharge units 10 are illustrated in FIG. 3, one or more plasma discharge units 10 may be selectively used simultaneously without being limited thereto. Dust can 50 is a funnel-shaped hopper 51 is formed at the upper inlet connected to the plasma discharge unit 10, the waste gas inlet pipe is connected to the upper one side. The dust can 50 temporarily stores the solid fine particles including the SiO 2 powder collected from the plasma discharge unit 10. The stored solid particulates should be discharged to the outside at regular intervals to empty the dust can 50. The lower one side of the dust can 50 is equipped with an air port 52 for injecting a purging compressed gas, and collected solids. The vacuum port 53 for discharging the fine particles to the outside of the dust can 50 is mounted on the other side of the lower part. In addition, a purge gas discharge pipe 54 for discharging the purging compressed gas to the outside may be installed on the other side of the upper dust can 50, and a purge gas filter 55 may be installed in the purge gas discharge pipe 54 to discharge the purge gas. Clean up and discharge to atmosphere.
도5은 본 발명의 바람직한 실시예의 개략적인 구성을 나타내는 평면도로서 하나의 더스트캔(50)의 상부에 4개의 플라즈마방전부(10)로 구성되는 플라즈마방전집진기가 병렬로 2개 배열되어 있는 것을 도시하고 있다. 도5에서 알수 있는 바와 같이 플라즈마방전부(10)는 필요에 따라 다수개 설치할 수 있고, 동일한 플라즈마방전집진기를 다수개 병렬로 배열하여 한개 또는 다수개의 플라즈마방전집진기를 선택적으로 가동할 수 있어 일부 플라즈마방전집진기가 퍼징등의 이유로 가동이 중지되더라도 병렬적으로 배열된 다른 플라즈마방전집진기가 작동하여 고형미립자의 포집이 지속적으로 이루어지게 된다.FIG. 5 is a plan view showing a schematic configuration of a preferred embodiment of the present invention, showing that two plasma discharge collectors composed of four plasma discharge units 10 are arranged in parallel on the top of one dust can 50. Doing. As can be seen in FIG. 5, a plurality of plasma discharge units 10 may be provided as necessary, and a plurality of plasma discharge precipitators may be arranged in parallel to selectively operate one or multiple plasma discharge precipitators so that some plasma Even if the discharge dust collector is stopped due to purging or the like, other plasma discharge dust collectors arranged in parallel operate to collect solid particles continuously.
상기한 바와 같이 구성되는 본 발명인 플라즈마방전집진기의 작용을 살펴보면 다음과 같다. 반도체의 메인 장비에서 공정용으로 사용된 폐가스는 덕트를 통하여 대기로 배출되며 본 발명은 이와 같은 배기 시스템의 일부를 구성하게 된다. 폐가스는 폐가스유입관을 통하여 폐가스유입관에 비하여 상대적으로 단면적이 넓은더스트캔(50)의 상부 일측으로 유입되어 유속이 감소하게 되어 폐가스에 포함된 일부 고형 미립자 가운데 직경이 1㎛ 이상인 비교적 큰 입자는 자중에 의하여 더스트캔(50)의 하부로 자유낙하되어 더스트캔(50)에 저장되는 1차 포집이 이루어진다. 1차 포집을 거친 폐가스는 플라즈마방전부(10)와 연결되는 상향 입구에 형성된 깔대기 모양의 호퍼(51)를 통하여 플라즈마방전부(10)의 하부로 유입되어 상부로 유동하여 폐가스유출관으로 배출된다. 플라즈마방전부(10)의 방전극(20)과 집진극(30) 사이에 형성된 폐가스의 배기 통로를 통과하는 동안 전원이 인가된 방전극('-'전원)으로부터 집진극('+'전원)으로 플라즈마방전에 의해서 플라즈마방전부(10)의 하부에서 상부로 유동하는 폐가스에 포함된 SiO2 파우더와 같은 고형 미립자가 집진극(30)으로 이동하여 집진극(30)의 표면에 접착되는 2차 포집이 이루어진다. 플라즈마방전부(10)를 통과한 폐가스는 폐가스유출관을 통하여 메인덕트로 연결된다. 폐가스유출관에는 폐가스필터(31)를 더 장착하여 메인덕트를 통해 대기로 배출되기 전에 폐가스에 포함된 고형 미립자를 다시 한 번 걸러주는 3차포집이 이루어 진다. 이와 같이 3차에 걸쳐 폐가스에 포함된 고형 미립자를 완벽하게 포집한 후 정화된 폐가스를 대기로 배출한다. 상기와 같은 플라즈마방전을 이용한 고형 미립자의 포집 과정이 반복되면 집진극(30)의 표면에는 포집된 고형 미립자의 퇴적층이 쌓여 플라즈마방전을 방해하게 되어 포집기능이 저하되므로 주기적으로 집진극의 표면에 퇴적된 고형 미립자를 제거하여야 한다. 퇴적된 고형 미립자를 제거하기 위해서 압축기체흡입구(41)에 장착된 클리닝포트(42)를 통하여 압축기체를 방전극(20)의 내부로 유입시키면 유입된 압축기체는 방전극(20)의 표면에 형성된 다수개의 연통구(22)를 통하여 방전극(20)의 외부로 분사되어 집진극(30)의 표면에 퇴적된 고형 미립자를 타격하여 집진극(30)으로부터 분리시키고 분리된 고형 미립자는 플라즈마방전부(10)의 하부에 설치된 더스트캔(50)으로 자유낙하되어 저장된다. 더스트캔(50)에 저장된 고형 미립자는 외부로 배출하기 위해서 더스트캔(50)의 하부 일측에는 퍼징용압축기체를 분사하는 에어포트(52)가 장착되고, 포집된 고형 미립자를 더스트캔(50)의 외부로 배출하는 진공포트(53)가 하부 타측에 장착되어 있다. 에어포트(52)는 진공포트(53)만으로는 외부로 배출되지 않고 더스트캔의 하부면에 접착되어 있는 고형 미립자에 압축 기체를 분사하여 더스트캔(50)의 하부면으로부터 분리시키는 기능을 수행하고 진공포트(53)는 고형 미립자를 흡입하여 외부로 배출시키는 기능을 수행한다. 더스트캔(50)의 상향 입구에 설치된 깔대기 모양의 호퍼(51)는 에어포트(52)를 이용하여 더스트캔(50)의 내부로 압축 기체를 분사할 경우 저장된 고형 미립자가 비산하여 플라즈마방전부(10)로 다시 유입될 가능성을 최소화 시킨다. 또한 에어포트(52)를 통한 압축기체의 분사와 진공포트(53)를 통한 흡입 작용이 동시에 이루어지는 경우 고형 미립자을 포함한 기체의 흐름이 더스트캔(50)의 바닥면을 따라 형성되어 고형미립자가 비산하여 플라즈마방전부(10)로 유입되는 것을 최소화 할 수 있다. 필요에 따라서는 별도의 퍼징기체배출관(54)과 퍼징기체필터(55)를 더스트캔(50)에 추가로 설치하여 에어포트(52)를 통하여 유입된 압축기체를 배출할 수도 있다.Looking at the operation of the plasma discharge dust collector of the present invention configured as described above are as follows. The waste gas used for the process in the main equipment of the semiconductor is discharged to the atmosphere through the duct and the present invention forms part of such an exhaust system. The waste gas flows into the upper one side of the dust can 50 having a relatively larger cross-sectional area than the waste gas inlet pipe through the waste gas inlet pipe so that the flow rate is reduced. Due to its own weight, it is freely dropped to the lower portion of the dust can 50, and the first collection is stored in the dust can 50. The waste gas, which has undergone primary collection, is introduced into the lower portion of the plasma discharge portion 10 through a funnel-shaped hopper 51 formed at an upward inlet connected to the plasma discharge portion 10 and flows upwardly to be discharged to the waste gas outlet pipe. . The plasma is discharged from the discharge electrode ('-' power source) to which the power is applied while passing through the exhaust passage of the waste gas formed between the discharge electrode 20 and the dust collecting electrode 30 of the plasma discharge unit 10. The secondary collection that the solid particles such as SiO 2 powder contained in the waste gas flowing from the lower portion of the plasma discharge portion 10 to the upper portion by the discharge moves to the dust collecting electrode 30 and adheres to the surface of the dust collecting electrode 30. Is done. The waste gas passing through the plasma discharge unit 10 is connected to the main duct through the waste gas outlet pipe. The waste gas outlet pipe is further equipped with a waste gas filter 31, and the third collection is performed to filter out the solid particles contained in the waste gas once again before being discharged to the atmosphere through the main duct. As such, the solid particulates contained in the waste gas are completely collected over three times, and then the purified waste gas is discharged to the atmosphere. If the collection process of the solid particles using the plasma discharge is repeated, a deposition layer of the collected solid particles accumulates on the surface of the dust collecting electrode 30 to hinder the plasma discharge, and thus the collecting function is degraded. Solid particulates should be removed. In order to remove the accumulated solid particles, when the compressor body is introduced into the discharge electrode 20 through the cleaning port 42 mounted on the compressor body suction port 41, the introduced compressor body is formed on the surface of the discharge electrode 20. The solid particles sprayed to the outside of the discharge electrode 20 through the two communication ports 22 and hit the solid particles deposited on the surface of the dust collecting electrode 30 are separated from the dust collecting electrode 30 and the separated solid particles are separated from the plasma discharge unit 10. Free fall into the dust can 50 installed in the lower part of the) is stored. In order to discharge the solid particles stored in the dust can 50 to the outside, an air port 52 for injecting a purging compression gas is mounted on one side of the dust can 50, and the collected solid particles are dust can 50. The vacuum port 53 which discharges to the outside of the is mounted in the other lower part. The air port 52 sprays compressed gas onto the solid fine particles adhered to the lower surface of the dust can without being discharged to the outside by the vacuum port 53 alone, and separates the lower surface of the dust can 50 from the vacuum. The port 53 inhales solid particulates and discharges them to the outside. The funnel-shaped hopper 51 installed at the upper inlet of the dust can 50 has a solid state in which the stored solid particles are scattered when the compressed gas is injected into the dust can 50 using the air 52. Minimize the likelihood of reflow. In addition, when the injection of the compressor body through the air port 52 and the suction action through the vacuum port 53 are performed at the same time, a flow of gas including the solid particles is formed along the bottom surface of the dust can 50 so that the solid particles are scattered. It can be minimized to flow into the plasma discharge unit (10). If necessary, a separate purge gas discharge pipe 54 and a purge gas filter 55 may be additionally installed in the dust can 50 to discharge the compressed gas introduced through the air port 52.
상기한 구성의 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration, the following effects can be achieved.
첫째, 플라즈마방전 방식을 채택하여 SiO2 파우더를 효율적으로 포집할 수 있다.First, it is possible to efficiently collect SiO 2 powder by adopting a plasma discharge method.
둘째, 수질오염 방지를 위한 별도의 처리과정이나 처리장치가 필요 없어 친환경적인 집진 수단을 제공할 수 있다. Second, there is no need for a separate treatment process or treatment device to prevent water pollution can provide an environmentally friendly means of dust collection.
셋째, 집진극으로 포집되어 집진극의 표면에 퇴적된 SiO2 파우더를 압축기체를 이용하여 효과적으로 제거하여 집진 기능의 저하를 방지할 수 있다.Third, the SiO 2 powder collected by the dust collecting electrode and deposited on the surface of the dust collecting electrode can be effectively removed by using a compressor body to prevent deterioration of the dust collecting function.
넷째, SiO2 파우더의 포집과정과 포집된 SiO2 파우더의 제거과정을 단순화하여 경제성을 도모할 수 있다.Fourth, it is possible to simplify the removal process of the SiO 2 powder trapping and collecting process of SiO 2 powder to promote the economical efficiency.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예의 플라즈마방전부의 구성을 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the configuration of a plasma discharge portion of a preferred embodiment of the present invention.
도2는 본 발명의 바람직한 실시예의 방전극의 개략적인 단면도 및 사시도이다.2 is a schematic cross-sectional view and a perspective view of a discharge electrode of a preferred embodiment of the present invention.
도3은 본 발명의 바람직한 실시예의 개략적인 구성도이다.3 is a schematic structural diagram of a preferred embodiment of the present invention.
도4는 본 발명이 적용된 반도체 제조 공정의 배기시스템의 개락적인 구성도이다.4 is a schematic configuration diagram of an exhaust system of a semiconductor manufacturing process to which the present invention is applied.
도5는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예를 나타내는 개략적인 평면도이다.5 is a schematic plan view showing yet another preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10:플라즈마방전부 20:방전극10: plasma discharge portion 20: discharge electrode
21:침상판재 22:연통구21: couch plate 22: communication port
30:집진극 31:폐가스필터30: dust collector 31: waste gas filter
40:절연체 41:압축기체흡입구40: insulator 41: compressed gas inlet
42:클리닝포트 50:더스트캔42: cleaning pot 50: dust can
51:호퍼 52:에어포트51: Hopper 52: Airport
53:진공포트 54:퍼징기체배출관53: vacuum port 54: purging gas discharge pipe
55:퍼징기체필터55: purging gas filter
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