KR101175003B1 - 인덕션 코일을 이용한 유독성 폐가스 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인덕션 코일을 이용한 유독성 폐가스 처리장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 폐가스 처리장치는, 하우징 내에 설치되며, 유도코일에 의한 히팅챔버의 유도가열방식을 통해 입구포트를 거쳐 유입된 폐가스를 열분해하여 1차 정화 처리하는 1차 스크러버(1st scrubber)와; 상기 1차 스크러버를 통해 열분해되어 1차 정화 처리된 폐가스를 스프레이노즐로부터 분사되는 물과 반응하여 2차 정화 처리하는 습식정화조인 2차 스크러버(2st scrubber); 및 상기 1차 스크러버의 출구단과 2차 스크러버의 입구단 사이에 설치되며, 상기 1차 스크러버를 통해 1차 정화 처리된 폐가스의 부산물(by-product) 및 잔류가스를 침전 및 정화 처리하는 워터탱크로 구성되되, 상기 1차 스크러버는 입구포트를 거쳐 히팅챔버 내로 폐가스가 유입되는 과정에서 상기 입구포트 내부 중앙에 형성된 확대분기부에 의한 와류발생과 함께 히팅챔버의 슬리브 내벽을 따라 분기 유동하면서 히팅챔버 내부로 공급되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명에 의하면, 유도코일을 통해 히팅챔버의 슬리브가 균일되게 직접 가열되면서 폐가스의 열분해 처리가 이루어짐에 따라 상기 유도코일에 의한 슬리브의 직접 가열방식에 따른 슬리브의 표면온도 및 내부온도의 컨트롤이 매우 간편하고, 사용자가 원하는 온도까지 단시간 내에 승온(昇溫)시킬 수 있음과 아울러, 상기 유도코일을 통해 히팅챔버가 직접 가열됨에 따라 효율이 높고 제작비용이 저렴함과 동시에 상기 히팅챔버에 대한 재질과 크기에 따라 적절한 주파수를 선택하여 균일한 온도와 속도 등을 사용자가 임의적으로 제어할 수 있음과 동시에 히팅챔버의 슬리브를 가열원인 유도코일로부터 완벽하게 분리 차단할 수 있기 때문에 각종 오염을 방지할 수 있음은 물론, 별도의 히터 및 가스 등을 사용하지 않으므로써 완전 무공해식 발열시스템을 구축할 수 있을 뿐만 아니라, 히팅챔버의 출력에 비해 설치면적을 최소화 할 수 있는 등의 탁월한 효과가 있다.

Description

인덕션 코일을 이용한 유독성 폐가스 처리장치{The device for treatment to waste gas using to induction heater}

본 발명은 반도체 제조공정에서 배출되는 유독성 폐가스를 처리하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조공정에서 배출되는 유독성 폐가스를 처리하는 1차 스크러버(1st scrubber), 2차 스크러버(2st scrubber) 및 워터탱크로 이루어진 유독성 폐가스 처리장치 중 상기 1차 스크러버에 대하여 입구포트를 거쳐 히팅챔버 내로 폐가스가 유입되는 과정에서 상기 입구포트 내부 중앙에 형성된 확대분기부에 의한 와류발생과 함께 히팅챔버의 슬리브 내벽을 따라 분기 유동하면서 히팅챔버 내부로 공급되도록 구성함으로써, 유도코일을 통해 히팅챔버의 슬리브가 균일되게 직접 가열되면서 폐가스의 열분해 처리가 이루어짐에 따라 상기 유도코일에 의한 슬리브의 직접 가열방식에 따른 슬리브의 표면온도 및 내부온도의 컨트롤이 매우 간편하고, 사용자가 원하는 온도까지 단시간 내에 승온(昇溫)시킬 수 있음과 아울러, 상기 유도코일을 통해 히팅챔버가 직접 가열됨에 따라 효율이 높고 제작비용이 저렴함과 동시에 상기 히팅챔버에 대한 재질과 크기에 따라 적절한 주파수를 선택하여 균일한 온도와 속도 등을 사용자가 임의적으로 제어할 수 있음과 동시에 히팅챔버의 슬리브를 가열원인 유도코일로부터 완벽하게 분리 차단할 수 있기 때문에 각종 오염을 방지할 수 있음은 물론, 별도의 히터 및 가스 등을 사용하지 않으므로써 완전 무공해식 발열시스템을 구축할 수 있을 뿐만 아니라, 히팅챔버의 출력에 비해 설치면적을 최소화 할 수 있도록 한 인덕션 코일을 이용한 유독성 폐가스 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조 공정에서는 Photo, Etching, CVD 등이 있으며, 이 공정에서는 다양한 유독성 가스를 사용하고 있다.

하나의 일예로 CVD(Chemical Vapor Deposition; 화학기상증착) 공정에서는 SiH4(모노실란), DCS, NH3, PH3(포스핀), NO, AsH3(아르신), B2H6(디보란), TEOS(테트라에톡시실란), C2F6(헥사플루오로에탄) 등이 사용되고 있으며, 이러한 유독성 가스는 소량만 사용되고 잉여의 대부분 가스는 대기 배출시키는데, 이때 상기 CVD 공정이 진행되는 동안 각종 발화성 가스와 부식성 부산물 및 유독 성분을 함유한 유해가스 등이 다량으로 발생하게 되며, 이와 같이 반도체 제조 공정에서 배출되는 폐가스는 유독성, 발화성 및 부식성이 강하기 때문에 인체에 유해할 뿐만 아니라, 그대로 대기 중으로 방출될 경우에는 환경오염을 유발하는 원인이 된다.

따라서, 이와 같은 유독성 폐가스를 처리하기 위하여 폐가스의 특성에 맞는 정화장치(Scrubber)를 메인 장비 후단에 연결 설치하여 잉여 배기된 폐가스를 처리한다.

여기서, 반도체 제조공정에서 배출되는 유해성 가스를 처리하는 방식으로서 Burn & wet type scrubber, thermal & wet type scrubber, Dry scrubber, wet scrubber 등이 있으며, 이중 주로 수소기 등을 함유한 발화성 가스를 고온의 연소실에서 분해, 반응 또는 연소시키는 연소방식의 Burn & wet type scrubber는 Flame 연소를 하여야 함에 다라 별도의 CH4 라인이 설치되어야 하며, 상기 CH4 연소가스의 경우 폭발 및 화재의 위험성이 높으면서 장치에 많은 부대 부품들이 소요됨에 다라 고가의 장비가 될 수밖에 없는 등의 문제점이 있다.

또한, 히터방식의 thermal & wet type scrubber는 도 1에 도시한 바와 같이 히터(H)를 챔버(16) 내부에 설치하는 방식과 챔버(16) 외부에 설치하는 방식 등이 주로 사용되어지고 있으며, 유지비용은 앞서 기술한 연소방식의 Burn & wet type scrubber 보다는 적게 드는 장점이 있지만, 입구포트(12)를 통해 히팅챔버(16) 내로 유입되는 폐가스가 확대분기부에 의한 분기형태로 유입되는 것이 아니라, 상기 입구포트(12)로부터 히팅챔버(16) 내로 바로 유입되는 구조로 이루어져 있기 때문에 히터(H) 가열에 의한 히팅챔버(16) 내의 내부확산 온도분포가 불균형해지면서 균일한 폐가스의 연소상태를 기대할 수 없음과 아울러, 히터(H)의 수명이 짧고, 챔버(16) 내부온도를 높은 온도(800도)로 유지하기 위해서는 많은 전력소모가 이루어져야 하며, 가스처리 효율이 낮고 챔버(16)의 내부온도를 필요한 온도 만큼 승온시키는데 많은 시간이 소요되는 등의 문제점이 있다.

이와 더불어, 상기와 같은 폐가스 정화처리 방식을 이용하는 종래의 스크러버는 연소 후 생성된 가스를 확실하게 여과하여 정화하는 기능을 갖지 못했으므로 연소 후 생성된 가스를 대기로 배출시키기에 안전하지 못했다.

그리고, 종래방식의 스크러버(scrubber)는 연소 챔버(16)나 습식 챔버(16)를 분해할 수 없었기 때문에 청소 및 세척 등이 어려워 유지 관리와 보수에 불편함을 초래하였다.

또한, 종래방식의 스크러버(scrubber)는 침전물의 여과시 여과물이 장치에 유입되어 고장을 일으키는 문제점도 있었다.

따라서, 이러한 별도의 히터(H)가 필요 없음은 물론, 연소가스인 CH4 등을 사용하지 않음으로써 이를 통한 폭발 및 화재의 위험성을 방지함과 아울러, 폐가스를 처리하는 챔버(16)에 대해 직접 가열하는 방식과 함께 온도의 컨트롤이 쉽고, 원하는 온도까지 단시간 내에 승온이 가능한 스크러버의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 반도체 제조공정에서 배출되는 유독성 폐가스를 처리하는 1차 스크러버(1st scrubber), 2차 스크러버(2st scrubber) 및 워터탱크로 이루어진 유독성 폐가스 처리장치 중 상기 1차 스크러버에 대하여 입구포트를 거쳐 히팅챔버 내로 폐가스가 유입되는 과정에서 상기 입구포트 내부 중앙에 형성된 확대분기부에 의한 와류발생과 함께 히팅챔버의 슬리브 내벽을 따라 분기 유동하면서 히팅챔버 내부로 공급되도록 구성함에 따라 유도코일을 통해 히팅챔버의 슬리브가 균일되게 직접 가열되면서 폐가스의 열분해 처리가 이루어지도록 함과 아울러, 상기 유도코일에 의한 슬리브의 직접 가열방식에 따른 슬리브의 표면온도 및 내부온도의 컨트롤이 매우 간편하고, 사용자가 원하는 온도까지 단시간 내에 승온(昇溫)시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 경우 상기와 같이 유도코일을 통해 히팅챔버가 직접 가열됨에 따라 효율이 높고 제작비용이 저렴함과 동시에 상기 히팅챔버에 대한 재질과 크기에 따라 적절한 주파수를 선택하여 균일한 온도와 속도 등을 사용자가 임의적으로 제어할 수 있음과 동시에 히팅챔버의 슬리브를 가열원인 유도코일로부터 완벽하게 분리 차단할 수 있기 때문에 각종 오염을 방지할 수 있도록 하는데 다른 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 경우 별도의 히터 및 가스 등을 사용하지 않으므로써 완전 무공해식 발열시스템을 구축할 수 있을 뿐만 아니라, 히팅챔버의 출력에 비해 설치면적을 최소화 할 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 인덕션 코일을 이용한 유독성 폐가스 처리장치는, 하우징 내에 설치되며, 유도코일에 의한 히팅챔버의 유도가열방식을 통해 입구포트를 거쳐 유입된 폐가스를 열분해하여 1차 정화 처리하는 1차 스크러버(1st scrubber)와; 상기 1차 스크러버를 통해 열분해되어 1차 정화 처리된 폐가스를 스프레이노즐로부터 분사되는 물과 반응하여 2차 정화 처리하는 습식정화조인 2차 스크러버(2st scrubber); 및 상기 1차 스크러버의 출구단과 2차 스크러버의 입구단 사이에 설치되며, 상기 1차 스크러버를 통해 1차 정화 처리된 폐가스의 부산물(by-product) 및 잔류가스를 침전 및 정화 처리하는 워터탱크로 구성되되, 상기 1차 스크러버는 입구포트를 거쳐 히팅챔버 내로 폐가스가 유입되는 과정에서 상기 입구포트 내부 중앙에 형성된 확대분기부에 의한 와류발생과 함께 히팅챔버의 슬리브 내벽을 따라 분기 유동하면서 히팅챔버 내부로 공급되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면, 유도코일을 통해 히팅챔버의 슬리브가 균일되게 직접 가열되면서 폐가스의 열분해 처리가 이루어지도록 함과 아울러, 상기 유도코일에 의한 슬리브의 직접 가열방식에 따른 슬리브의 표면온도 및 내부온도의 컨트롤이 매우 간편하고, 사용자가 원하는 온도까지 단시간 내에 승온(昇溫)시킬 수 있는 등의 탁월한 효과가 있다.

또한, 상기와 같이 유도코일을 통해 히팅챔버가 직접 가열됨에 따라 효율이 높고 제작비용이 저렴함과 동시에 상기 히팅챔버에 대한 재질과 크기에 따라 적절한 주파수를 선택하여 균일한 온도와 속도 등을 사용자가 임의적으로 제어할 수 있음과 동시에 히팅챔버의 슬리브를 가열원인 유도코일로부터 완벽하게 분리 차단할 수 있기 때문에 각종 오염을 방지할 수 있는 등의 효과 역시 있다.

그리고, 별도의 히터 및 가스 등을 사용하지 않으므로써 완전 무공해식 발열시스템을 구축할 수 있을 뿐만 아니라, 히팅챔버의 출력에 비해 설치면적을 최소화 할 수 있는 효과 등도 있다.

도 1은 종래 폐가스 처리장치 중 1차 스크러버를 개략적으로 나타낸 정단면도 및 이의 작동 상태도.
도 2는 본 발명의 폐가스 처리장치를 개략적으로 나타낸 정단면도.
도 3은 본 발명의 폐가스 처리장치를 개략적으로 나타낸 측단면도.
도 4는 본 발명의 폐가스 처리장치를 개략적으로 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명에 대한 폐가스 처리장치의 1차 스크러버 중 입구포트와 히팅챔버의 세부 상세도.
도 6은 본 발명에 대한 폐가스 처리장치의 1차 스크러버 중 유도코일의 세부 상세도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 대한 폐가스 처리장치 중 1차 스크러버의 작동과정을 나타낸 상태도.
도 8은 본 발명에 대한 폐가스 처리장치 중 2차 스크러버의 작동과정을 나타낸 상태도.

본 발명의 인덕션 코일을 이용한 유독성 폐가스 처리장치(이하, 폐가스 처리장치라 함)를 첨부된 도면과 대비하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 폐가스 처리장치를 개략적으로 나타낸 정단면도이고, 도 3은 본 발명의 폐가스 처리장치를 개략적으로 나타낸 측단면도이며, 도 4는 본 발명의 폐가스 처리장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

또한, 도 5는 본 발명에 대한 폐가스 처리장치의 1차 스크러버 중 입구포트와 히팅챔버의 세부 상세도를 나타낸 것이고, 도 6은 본 발명에 대한 폐가스 처리장치의 1차 스크러버 중 유도코일의 세부 상세도를 나타낸 것이다.

본 발명의 폐가스 처리장치(1)는, 유독성 가스, 특히 반도체 공정에서 배출되는 유독성 폐가스를 효과적으로 처리하기 위한 장치로서, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 크게 3개의 필수구성요소 즉, 하우징(11) 내에 설치되며, 유도코일(18)에 의한 히팅챔버(16)의 유도가열방식을 통해 입구포트(12)를 거쳐 유입된 폐가스를 열분해하여 1차 정화 처리하는 1차 스크러버(1st scrubber)(10)와; 상기 1차 스크러버(10)를 통해 열분해되어 1차 정화 처리된 폐가스를 스프레이노즐(33)로부터 분사되는 물과 반응하여 2차 정화 처리하는 습식정화조인 2차 스크러버(2st scrubber)(30); 및 상기 1차 스크러버(10)의 출구단과 2차 스크러버(30)의 입구단 사이에 설치되며, 상기 1차 스크러버(10)를 통해 1차 정화 처리된 폐가스의 부산물(by-product) 및 잔류가스를 침전 및 정화 처리하는 워터탱크(23)로 구성되어 있는데, 이때 상기 1차 스크러버(10)의 경우 입구포트(12)를 거쳐 히팅챔버(16) 내로 폐가스가 유입되는 과정에서 상기 입구포트(12) 내부 중앙에 형성된 확대분기부(14)에 의한 와류발생과 함께 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 내벽을 따라 분기 유동하면서 히팅챔버(16) 내부로 공급되는 구조로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 폐가스 처리장치(1) 중 상기 1차 스크러버(10)의 경우 폐가스가 유입되는 입구포트(inlet port)(12)와; 상기 입구포트(12)를 거쳐 챔버(16) 내로 유입된 폐가스를 유도가열하여 열분해 처리하는 히팅챔버(heating chamber)(16)와; 상기 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 외주면에 권취된 상태로 고전압발생장치(power supply)(20)에 연결되며, 인가된 전원을 통해 폐가스 처리를 위한 히팅챔버(16)를 유도가열하는 유도코일(induction coil)(18)과; 상기 히팅챔버(16)의 출구측 하단에 위치되며, 1차 스크러버(10)를 통해 1차 정화 처리된 폐가스를 냉각시키기 위해 유도하는 쿨링존(cooling zone)(21)과; 상기 쿨링존(21) 내에 위치되며, 1차 스크러버(10)를 통해 1차 정화 처리된 폐가스에 물을 분무시켜 상기 폐가스의 온도를 급강하시키는 스프레이노즐(spray nozzle)(22)과; 상기 각 유닛들을 전기적 프로그램으로 자동 운영될 수 있도록 제어하는 PCL(미도시)을 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 상기 입구포트(12)의 경우 전체형상이 중공의 원통체로 이루어진 캡 상단엔 2개의 입구원통부(13)가 일체로 좌우 양측에 이격 형성되어 있고, 상기 입구원통부(13)의 하단 중앙엔 양측에 경사부(15)를 구비한 확대분기부(14)가 일체로 형성되어 있으며, 상기 확대분기부(14)의 하단에 위치된 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 내벽을 따라 폐가스가 분기되어 와류형태로 공급 유동될 수 있도록 상기 캡 하단과 히팅챔버(16)의 슬리브(17)가 상호 연통되는 구조로 이루어져 있다.

또한, 상기 히팅챔버(16)의 경우 상기 캡 하단과 상호 연통되도록 중공의 원형파이프 형태로 형성된 슬리브(17)의 외주면에 유도코일(18)이 권취된 상태로 상기 캡과 동일직경의 케이싱(16a) 내에 삽입 고정되는 구조로서, 상기 유도코일(18)을 통해 히팅챔버(16)의 슬리브(17)가 균일되게 직접 가열되면서 슬리브(17)의 내부온도 즉, 800도의 고온에서 폐가스의 열분해 처리가 이루어짐과 동시에, 유도코일(18)에 의한 슬리브(17)의 직접 가열방식에 따른 슬리브(17)의 표면온도 및 내부온도의 컨트롤이 매우 간편하고, 사용자가 원하는 온도까지 단시간 내에 승온(昇溫)시킬 수 있다.

이와 더불어, 상기 히팅챔버(16)의 외주면 즉, 슬리브(17)의 외주면에 권취되는 유도코일(18)의 경우 동(Cu) 재질로 형성됨과 아울러, 히팅챔버(16)의 발열 시 온도 상승에 의한 코일 손상을 방지하도록 쿨링워터(cooling water)를 공급하기 위한 중공의 원형파이프 형태로 이루어지되, 전체형상이 상기 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 외주면에 권취되는 라운드형 구조로 형성되어 있다.

또한, 상기 유도코일(18)이 권취된 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 외주면에는 히팅챔버(16)의 발열 시 상기 히팅챔버(16)로부터 외부로 열이 방출되는 것을 방지하는 단열을 위한 세라믹튜브(19)가 삽착되어 있다.

그리고, 상기 입구원통부(13)의 하단 중앙에 일체로 형성된 확대분기부(14)의 경우 입구포트(12)를 통해 공급되는 폐가스가 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 내벽 즉, 유도코일(18)을 통해 유도 가열되어 높은 온도(800도)를 유지하고 있는 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 내벽을 따라 유동되게 기체의 흐름을 분기 유도하여 와류형태로 공급이 원활하게 이루어질 수 있도록 양측면에 경사부(15)를 갖는 삼각 또는 오각형태로 형성되어 있으며, 이중 어느 형태를 사용하여도 슬리브(17) 내벽을 따라 유동되도록 분기되는 현상은 동일하게 이루어짐을 미리 밝혀둔다.

한편, 본 발명의 폐가스 처리장치(1) 중 상기 2차 스크러버(30)의 경우 전술한 바와 같이 1차 스크러버(10)를 통해 열분해되어 1차 정화 처리된 폐가스를 스프레이노즐(33)로부터 분사되는 물과 반응하여 2차 정화 처리하는 습식정화조로서, 이는 통상적으로 사용되고 있는 공지의 습식정화조인 2차 스크러버(30)와 동일구조 즉, 등록특허 제0623368호, 등록특허 제0452950호에 적용된 2차 스크러버 이외에 다른 2차 스크러버들과 동일구조로 구성하여 사용하기 때문에 이의 세부구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 본 발명의 폐가스 처리장치(1)에 대한 작동과정을 첨부된 도면과 대비하여 그 실시예를 바람직하게 설명하면 다음과 같다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 대한 폐가스 처리장치 중 1차 스크러버의 작동과정을 나타낸 상태도이고, 도 8은 본 발명에 대한 폐가스 처리장치 중 2차 스크러버의 작동과정을 나타낸 상태도이다.

먼저, 본 발명의 폐가스 처리장치(1)를 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이 1차 스크러버(10), 2차 스크러버(30) 및 워터탱크(23)로 조립 구성한 상태에서 상기 1차 스크러버(10)의 입구포트(12)를 통해 유독성 폐가스 즉, 모노실란(SiH4), 포스핀(PH3), 디보란(B2H6), 테트라에톡시실란(TEOS), 헥사플루오로에탄(C2F6), 아르신(AsH3), NH3(암모니아), H2(수소), NF3, SFC, N2(질소), Cl2(염소), Bcl3 등을 산소 또는 공기와 함께 히팅챔버(16) 내에 주입하게 되는데, 이중 모노실란(SiH4)을 히팅챔버(16) 내에 주입하는 것으로 설명하면 다음과 같다.

전술한 바와 같이 1차 스크러버(10)의 입구포트(12)를 통해 유독성 폐가스 중 모노실란(SiH4)을 주입하게 되면, 도 7a에 도시한 바와 같이 입구원통부(13)의 하단 중앙에 일체로 형성된 확대분기부(14)를 통해 폐가스인 모노실란(SiH4)이 분기되어 상기 확대분기부(14)의 하단에 위치된 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 내벽 즉, 유도코일(18)을 통해 히팅챔버(16)의 슬리브(17)가 균일되게 직접 가열되면서 슬리브(17)의 내부온도 즉, 800도의 고온으로 균일되게 직접 가열된 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 내벽으로 유도되어 와류형태로 공급되게 되고, 상기와 같이 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 내벽으로 유도되어 와류형태로 공급된 폐가스인 모노실란(SiH4)은 상기 유도코일(18)을 통해 직접적으로 가열되어 800도의 발열상태를 유지하고 있는 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 내벽을 따라 유동하면서 열분해 처리가 이루어지게 된다.

그리고, 상기와 같이 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 내에서 고온을 통해 열분해 처리된 폐가스인 모노실란(SiH4)은 1차 스크러버(10)를 통해 1차 정화 처리된 폐가스를 냉각시키기 위하여 상기 히팅챔버(16)의 출구측 하단에 위치된 쿨링존(21)으로 유도되게 되는데, 이때 상기 쿨링존(21) 내에는 스프레이노즐(22)이 설치되어 있어, 도 7b에 도시한 바와 같이 쿨링존(21)으로 유도된 폐가스인 모노실란(SiH4)에 스프레이노즐(22)로부터 물이 분사되면서 고온의 폐가스를 60-70도 정도로 급강하시킴과 동시에 폐가스에 포함된 부산물들을 물로 흡수하거나 또는 수용성처리를 하여 상기 1차 스크러버(10)의 출구단과 2차 스크러버(30)의 입구단 사이에 설치된 워터탱크(23)로 낙하하게 된다.

그 다음, 쿨링존(21) 내에 스플레이노즐을 통해 분사된 물의 냉각작용을 통해 온도가 급강한 폐가스인 모노실란(SiH4) 즉, 상기 1차 스크러버(10)를 통해 1차 정화 처리된 폐가스의 부산물(by-product) 및 모노실란(SiH4)의 잔류가스는 상기 쿨링존(21)을 거쳐 1차 스크러버(10)의 출구단에 연결된 워터탱크(23)로 유동함과 동시에 상기 워터탱크(23) 내에서 침전 및 정화 처리된 후, 상기 워터탱크(23)와 연결된 2차 스크러버(30)의 입구단을 통해 상기 2차 스크러버(30) 내부로 유동하게 된다.

그리고, 상기 2차 스크러버(30) 내부로 유동된 1차 정화 처리된 폐가스인 모노실란(SiH4)은 도 8에 도시한 바와 같이 최상단 배기구 측으로 상승하면서 상기 2차 스크러버(30) 내에 설치된 2차 처리수단 즉, 1차 정화 처리된 폐가스와 접촉이 오래 지속되도록 비표면 면적을 넓히기 위해 외주면에 요철부를 주어 성형한 압소바(31)와, 1차 정화 처리된 폐가스인 모노실란(SiH4)에 포함된 잔량의 부산물을 걸러내기 위한 필터망(32) 및 상기 필터망(32)을 거쳐 상승된 폐가스인 모노실란(SiH4)에 2차로 물을 분사하여 10-20도 정도로 급강하시킴과 동시에 폐가스에 포함된 부산물들을 다시 물로 흡수하거나 또는 수용성처리를 하는 스프레이노즐(33)을 거쳐 정화시킨 다음, 최종 정화된 클린상태의 폐가스인 모노실란(SiH4)을 배기구(34)를 통해 대기로 방출시킴으로써, 본 발명의 폐가스 처리장치(1)를 통한 폐가스의 정화과정이 모두 종료되게 된다.

이상에서와 같이 상술한 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

1. 폐가스 처리장치 10. 1차 스크러버
11. 하우징 12. 입구포트
13. 입구원통부 14. 확대분기부
15. 경사부 16. 히팅챔버
16a. 케이싱 17. 슬리브
18. 유도코일 19. 세라믹튜브
20. 고전압발생장치 21. 쿨링존
22, 33. 스프레이노즐 23. 워터탱크
30. 2차 스크러버 31. 압소바
32. 필터망 34. 배기구
H. 히터

Claims (6)

1. 반도체 제조공정에서 배출되는 유독성 폐가스를 처리하는 장치에 있어서,
   하우징(11) 내에 설치되며, 유도코일(18)에 의한 히팅챔버(16)의 유도가열방식을 통해 입구포트(12)를 거쳐 유입된 폐가스를 열분해하여 1차 정화 처리하는 1차 스크러버(1st scrubber)(10)와;
   상기 1차 스크러버(10)를 통해 열분해되어 1차 정화 처리된 폐가스를 스프레이노즐(33)로부터 분사되는 물과 반응하여 2차 정화 처리하는 습식정화조인 2차 스크러버(2st scrubber)(30); 및
   상기 1차 스크러버(10)의 출구단과 2차 스크러버(30)의 입구단 사이에 설치되며, 상기 1차 스크러버(10)를 통해 1차 정화 처리된 폐가스의 부산물(by-product) 및 잔류가스를 침전 및 정화 처리하는 워터탱크(23)로 구성되되,
   상기 1차 스크러버(10)는 입구포트(12)를 거쳐 히팅챔버(16) 내로 폐가스가 유입되는 과정에서 상기 입구포트(12) 내부 중앙에 형성된 확대분기부(14)에 의한 와류발생과 함께 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 내벽을 따라 분기 유동하면서 히팅챔버(16) 내부로 공급되도록 구성되며,
   상기 입구포트(12)는 중공의 원통체로 이루어진 캡 상단엔 2개의 입구원통부(13)가 일체로 좌우 양측에 이격 형성되고, 상기 입구원통부(13)의 하단 중앙엔 양측에 경사부(15)를 구비한 확대분기부(14)가 일체로 형성되며, 상기 확대분기부(14)의 하단에 위치된 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 내벽을 따라 폐가스가 와류형태로 분기 공급 유동되도록 상기 캡 하단과 히팅챔버(16)의 슬리브(17)가 상호 연통되는 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 인덕션 코일을 이용한 유독성 폐가스 처리장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 1차 스크러버(10)는 폐가스가 유입되는 입구포트(12)와;
   상기 입구포트(12)를 거쳐 챔버(16) 내로 유입된 폐가스를 유도가열하여 열분해 처리하는 히팅챔버(16)와;
   상기 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 외주면에 권취된 상태로 고전압발생장치(20)에 연결되며, 인가된 전원을 통해 폐가스 처리를 위한 히팅챔버(16)를 유도가열하는 유도코일(18)과;
   상기 히팅챔버(16)의 출구측 하단에 위치되며, 1차 스크러버(10)를 통해 1차 정화 처리된 폐가스를 냉각시키기 위해 유도하는 쿨링존(21)과;
   상기 쿨링존(21) 내에 위치되며, 1차 스크러버(10)를 통해 1차 정화 처리된 폐가스에 물을 분무시켜 상기 폐가스의 온도를 급강하시키는 스프레이노즐(22)과;
   상기 각 유닛들을 전기적 프로그램으로 자동 운영될 수 있도록 제어하는 PCL(미도시)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인덕션 코일을 이용한 유독성 폐가스 처리장치.
3. 삭제
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유도코일(18)은 동(Cu) 재질로 형성됨과 아울러, 히팅챔버(16)의 발열 시 온도 상승에 의한 코일 손상을 방지하도록 쿨링워터를 공급하기 위한 중공의 원형파이프 형태로 이루어지면서 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 외주면에 권취되는 라운드형 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 인덕션 코일을 이용한 유독성 폐가스 처리장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 확대분기부(14)는 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 내벽을 따라 유동되도록 폐가스가 분기되어 와류형태로 공급이 원활하게 이루어질 수 있도록 삼각 또는 오각형태로 형성된 것을 특징으로 하는 인덕션 코일을 이용한 유독성 폐가스 처리장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유도코일(18)이 권취된 히팅챔버(16)의 슬리브(17) 외주면에는 발열 시 히팅챔버(16)의 단열을 위한 세라믹튜브(19)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 인덕션 코일을 이용한 유독성 폐가스 처리장치.

Images