KR102063786B1 - 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템 - Google Patents
반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 따른 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템은: 반도체 공정 중 발생 되는 사불화탄소(CF4)와 육불화황(SF6)을 포함하는 반도체 폐 가스인 과불화화합물(PFC)가 유입되면 이를 플라즈마 발생용 질소(N2)와 인입 전기에 의해 생성되는 고온의 플라즈마 영역에서 분해하도록 상부에 구비된 플라즈마 토치와, 상기 플라즈마 토치의 하부에 구비된 플라즈마 챔버와, 상기 플라즈마 토치 및 상기 플라즈마 챔버의 사이에 반응수가 공급되도록 구비된 반응수 주입부로 이루어진 플라즈마 반응기; 상기 플라즈마 반응기의 하부에 연통 구비되어 상기 플라즈마 반응기를 거쳐 생성된 불화수소(HF) 가스가 유입되고, 후술할 스크러버에서 용해된 불산 용액을 내부에 수용 및 배출하도록 구비된 순환탱크; 상기 순환탱크의 상부에서 상기 플라즈마 반응기의 일측에 구비되고, 상기 순환탱크를 거쳐 상승 되는 불화수소 가스가 불산 용액이 되게 층별로 불산용액 분사부가 구비된 스크러버; 및, 상기 반응수 주입부를 통해 공급되는 반응수의 온도가 승온되도록 상기 반응수 주입부에 연결되어 반응수를 증기화하는데 소모되는 에너지를 플라즈마 분해를 위한 에너지로 사용할 수 있도록 구비된 반응수 가열부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, PFC를 방출하는 반도체 공정, 특히 반도체 디스플레이 제조 공정에서의 폐가스를 효율적으로 처리하여 정화된 가스가 외부로 배출되도록 할 수 있으며, 고온의 플라즈마에 의해 분해되는 가스가 재결합하는 역반응을 막기 위한 반응수를 증기화하는데 소모되는 에너지를 플라즈마 분해를 위한 에너지로 사용하도록 함으로써, 폐가스의 플라즈마 분해 효율이 증가 되도록 할 수 있는 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템을 제공할 수 있다.
이에 의하여, PFC를 방출하는 반도체 공정, 특히 반도체 디스플레이 제조 공정에서의 폐가스를 효율적으로 처리하여 정화된 가스가 외부로 배출되도록 할 수 있으며, 고온의 플라즈마에 의해 분해되는 가스가 재결합하는 역반응을 막기 위한 반응수를 증기화하는데 소모되는 에너지를 플라즈마 분해를 위한 에너지로 사용하도록 함으로써, 폐가스의 플라즈마 분해 효율이 증가 되도록 할 수 있는 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PFC(과불화 화합물, Perfluorinated compound)를 방출하는 반도체 공정, 특히 반도체 디스플레이 제조 공정에서의 폐가스를 효율적으로 처리하여 정화된 가스가 외부로 배출되도록 할 수 있는 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 공정은, 실리콘 기판에 사진, 확산, 식각, 화학 기상 증착 및 금속 증착 등의 공정을 반복 수행함으로써, 반도체 소자 또는 장치로 제작된다.
이들 반도체 장치 및 소자의 제조 공정 중에 확산, 식각, 화학 기상 증착 등의 공정은 밀폐된 공정 챔버 내에 공정가스를 공급하여 이들 공정 가스로 하여금 웨이퍼 상에서 반응을 일으키도록 하는 것이다.
한편, 사용되는 공정가스는 통상 유독성, 가연성 및 부식성 등 그 특성이 강한 것이 사용되고, 이들 공정가스는 제조 설비의 공정 과정에서 약 10%만이 각종 반응에 참여하고, 나머지 약 90% 정도의 공정 가스는 미반응 상태에서 제조 설비로부터 배출되는 특성을 갖고 있다.
이러한 특성을 갖는 배출가스를 배출함에 있어서, 배출가스가 별도의 정화 과정 없이 외부로 유출될 경우 주변 제조설비의 손상과 함께 심각한 환경 오염 및 작업자의 안전사고를 초래할 수 있는 가능성이 증대될 수 있는 위험성을 내포하고 있다.
따라서, 각 제조 설비에서 배기 덕트로 연결되는 가스 배출라인 상에는 배출가스를 안전한 상태로 분해 또는 정화시키기 위한 스크러버 시스템이 설치된다.
한편, 스크러버 시스템의 공정 가스 분해방법은 공정가스의 성질 즉 일반공기와 접촉 시 폭발적으로 반응하는 성질, 연소하는 성질, 가스 처리제와 반응하는 성질 및 물에 용해되는 성질을 이용하는 것으로 크게 건식과 습식으로 구별할 수 있다.
도 1은 종래의 폐가스 처리장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 폐가스 정화처리장치는 반도체 장비에 연결되어서 처리해야 할 폐가스가 주입되어 1차적으로 정화처리하기 위한 버너 조립체(1), 상기 버너조립체(1)로부터 1차적으로 처리된 폐가스를 전달받아서 습식으로 정화처리하기 위한, 버너 조립체(1)에 연결배관(3)에 의하여 병렬로 연결된 제1습식 세정부(5) 및 제2 습식 세정부(7)를 포함할 수 있다.
종래의 버너는 연소효율과 폐가스 유입구의 크기의 기술적인 한계로 과불화합물(PFC) 가스에 대한 처리 효율이 낮았으며, 부식에도 매우 약한 특징을 가지고 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 폐가스 유입구를 확장시켜 종래의 버너에 대비하여 약 3배 이상 확장시키는 등의 방법을 사용하여 폐가스 유입에 따른 관로 폐색이 없으며, 상대유입속도가 낮아 직접 화염에서의 체류시간을 길게 주어 분해하기 어려운 PFC가스를 99% 이상 처리할 수 있도록 설계를 하였다.
버너 조립체(1) 내에서 PFC가 분해되는 화학식 들은 다음과 같다.
[화학식 1]
C4F8+4CH4+8O2→8HF+8CO2+4H2O
[화학식 2]
C3F8+3CH4+6O2→8HF+6CO2+2H2O
[화학식 3]
2C2F6+4CH4+9O2→12HF+8CO2+2H2O
[화학식 4]
CF4+2CH4+4O2→4HF+3CO2+2H2O
하지만, 이러한 분해식들, 즉 화학식 1 내지 4에 의할 경우 불순물의 발생과 많은 CO2의 발생 등의 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, PFC를 방출하는 반도체 공정, 특히 반도체 디스플레이 제조 공정에서의 폐가스를 효율적으로 처리하여 정화된 가스가 외부로 배출되도록 할 수 있으며, 고온의 플라즈마에 의해 분해되는 가스가 재결합하는 역반응을 막기 위한 반응수를 증기화하는데 소모되는 에너지를 플라즈마 분해를 위한 에너지로 사용하도록 하여 폐가스의 플라즈마 분해 효율이 증가 되도록 할 수 있는 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템은: 반도체 공정 중 발생 되는 사불화탄소(CF4)와 육불화황(SF6)을 포함하는 반도체 폐 가스인 과불화화합물(PFC)가 유입되면 이를 플라즈마 발생용 질소(N2)와 인입 전기에 의해 생성되는 고온의 플라즈마 영역에서 분해하도록 상부에 구비된 플라즈마 토치와, 상기 플라즈마 토치의 하부에 구비된 플라즈마 챔버와, 상기 플라즈마 토치 및 상기 플라즈마 챔버의 사이에 반응수가 공급되도록 구비된 반응수 주입부로 이루어진 플라즈마 반응기; 상기 플라즈마 반응기의 하부에 연통 구비되어 상기 플라즈마 반응기를 거쳐 생성된 불화수소(HF) 가스가 유입되고, 후술할 스크러버에서 용해된 불산 용액을 내부에 수용 및 배출하도록 구비된 순환탱크; 상기 순환탱크의 상부에서 상기 플라즈마 반응기의 일측에 구비되고, 상기 순환탱크를 거쳐 상승 되는 불화수소 가스가 불산 용액이 되게 층별로 불산용액 분사부가 구비된 스크러버; 및, 상기 반응수 주입부를 통해 공급되는 반응수의 온도가 승온되도록 상기 반응수 주입부에 연결되어 반응수를 증기화하는데 소모되는 에너지를 플라즈마 분해를 위한 에너지로 사용할 수 있도록 구비된 반응수 가열부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 플라즈마 토치에는 상시 냉각수를 공급하는 상시 냉각수 공급부가 구비된 것이 바람직하다.
그리고, 상기 스크러버의 불산용액 분사부는 상기 순환탱크에 구비된 불산용액 순환펌프에 연결되어 상기 순환탱크의 내부에 수용된 불산 용액 중 일부가 상기 불산용액 분사부를 통해 분사되도록 구비된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, PFC를 방출하는 반도체 공정, 특히 반도체 디스플레이 제조 공정에서의 폐가스를 효율적으로 처리하여 정화된 가스가 외부로 배출되도록 할 수 있으며, 고온의 플라즈마에 의해 분해되는 가스가 재결합하는 역반응을 막기 위한 반응수를 증기화하는데 소모되는 에너지를 플라즈마 분해를 위한 에너지로 사용하도록 함으로써, 폐가스의 플라즈마 분해 효율이 증가 되도록 할 수 있는 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 폐가스 처리장치의 구성을 보여주는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템의 구성을 도시한 정면 구성도,
도 4는 도 2의 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템을 위에서 내려다본 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템의 구성을 도시한 측면 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템의 제어 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템의 구성을 도시한 정면 구성도,
도 4는 도 2의 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템을 위에서 내려다본 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템의 구성을 도시한 측면 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템의 제어 블록도이다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관련없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템의 구성에 대하여 살펴본다.
플라즈마란 초고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체 상태를 말한다. 이때는 전하 분리도가 상당히 높으면서도 전체적으로 양과 음이 전하수가 같아서 중성을 띠게 된다.
일반적으로 물질의 상태는 고체, 액체, 기체 등 세 가지로 나타난다. 플라즈마는 흔히 제4의 물질 상태라고 부른다. 고체에 에너지를 가하면 액체, 기체로 되고, 다시 이 기체 상태에 높은 에너지를 가하면 수만℃에서 기체는 전자와 원자핵으로 분리되어 플라즈마 상태가 되기 때문이다.
플라즈마 방전은 이온, 자유 래디컬, 원자, 분자를 포함하는 활성가스를 발생하기 위한 가스 여기에 사용되고 있다. 활성 가스는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 대표적으로 반도체 제조공정 예를 들어 식각, 증착, 세정, 에싱 등 다양하게 사용되고 있다.
최근 반도체 장치의 제조를 위한 웨이퍼나 LCD(Liquid Crystal Display) 글라스 기판은 더욱 대형화되고 있다. 그러므로 플라즈마 이온 에너지에 대한 제어능력이 높고 대면적의 처리능력을 갖는 확장성이 용이한 플라즈마 소스가 요구되고 있는 실정이라고 할 수 있다.
플라즈마를 사용한 반도체 제조공정에서 원격 플라즈마의 사용은 매우 유용한 것으로 알려져 있다. 예를 들면, 공정 챔버의 세정이나 포토레지스트 스트립을 이용한 에칭(etching) 공정이 유용하게 사용되고 있다.
원격 플라즈마 반응기(또는 원격 플라즈마 발생기라 칭함)는 변압기 결합 플라즈마 소스(transformer coupled plasma source;TCPs)를 사용한 것과 유도 결합 플라즈마 소스(Inductively Coupled Plasma source)를 사용한 것이 있다. 변압기 결합 플라즈마 소스를 사용한 원격 플라즈마 반응기는 토로이달 구조의 반응기 몸체에 일차 권선을 갖는 마그네틱 코어가 장착된 구조를 갖는다.
본 발명에 따른 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 플라즈마 반응기(100)와, 순환탱크(200)와, 스크러버(300)를 포함한다.
플라즈마 반응기(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 반도체 공정 중 발생 되는 사불화탄소(CF4)와 육불화황(SF6)을 포함하는 반도체 폐 가스인 과불화화합물(PFC)가 유입되면 이를 플라즈마 발생용 질소(N2)와 인입 전기에 의해 생성되는 고온의 플라즈마 영역에서 분해하도록 상부에 구비된 플라즈마 토치(110)와, 플라즈마 토치(110)의 하부에 구비된 플라즈마 챔버(130)와, 플라즈마 토치(110) 및 플라즈마 챔버(130)의 사이에 반응수가 공급되도록 구비된 반응수 주입부(140)를 포함한다.
이에 따라, 플라즈마 토치(110)에 의해 생성되는 고온의 플라즈마 영역을 PFC가 통과하며 플라즈마 분해될 때에 플라즈마 영역에서 곧바로 재결합(역반응)되는 것을 별도의 공정수인 15 ℃ 정도의 반응수를 공급하는 반응수 주입부(140)에 의해 억제하여 불소 이온(F)가 불화수소(HF) 가스로 되게 플라즈마 분해 반응이 활성화되도록 할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 플라즈마 토치(110)에는 반도체 공정 중 발생 되는 사불화탄소(CF4)와 육불화황(SF6)을 포함하는 반도체 폐 가스인 과불화화합물(PFC)가 별도의 진공펌프의 작동에 의해 공정 유입관을 통해 유입되고, 일측에는 플라즈마 발생용 질소가 인입되는 플라즈마 질소 주입부(111)가 구비되며, 플라즈마 질소 주입부(111)의 상부에는 상시 냉각수를 공급하는 상시 냉각수 공급부(120)가 구비된다.
이에 따라, 플라즈마 질소 주입부(111)에서 질소가 인입되고 별도의 전원부를 통해 전기가 인가되면 고온의 플라즈마가 생성되고 공정 유입관을 통해 유입되는 PFC는 이를 통과하며 플라즈마 분해되도록 할 수 있고, 이때 플라즈마 토치(110)는 매우 고온 상태가 되기 때문에 상시 냉각수 공급부(120)에서 공급되는 냉각수에 의해 냉각되도록 하여 플라즈마 토치(110)의 고장이나 파손이 방지되도록 할 수 있다.
여기서, 상시 냉각수 공급부(120)에 의해 공급되는 상시 냉각수는 냉각 기능을 수행한 뒤에 다시 회수되어 재공급되는 순환 구조로 마련될 수 있다.
본 발명의 일실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 플라즈마 토치(110)는 플라즈마 반응기(100)의 상부에 방사상으로 세 개가 구비된 것이 바람직하다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 플라즈마 챔버(130)와 순환탱크(200)의 사이에는 Quencher로서 추가적인 냉각수가 공급되도록 하는 하부 냉각수 공급부(150)가 구비된 것이 바람직하다.
이에 따라, 플라즈마 반응기(100)에서 분해되어 생성되는 가스가 전달되는 순환탱크(200)와 스크러버(300)의 내부 표면은 불산에 견딜 수 있도록 테프론 코팅되는 것이 필수적인데, 플라즈마 반응기(100)에서 분해되어 생성되는 가스는 대략 1,000 ℃ 이상의 고온이어서 후단의 순환탱크(200)나 스크러버(300) 내부 표면의 테크론 코팅이 고온의 가스에 의해 쉽게 녹아버리게 될 우려가 있지만, 본 발명에 따른 하부 냉각수 공급부(150)에서 공급되는 추가적인 냉각수에 의해 이러한 현상이 방지되도록 할 수 있다.
순환탱크(200)는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 플라즈마 반응기(100)의 하부에 연통 구비되어 플라즈마 반응기(100)를 거쳐 생성된 불화수소(HF) 가스가 유입되고, 스크러버(300)에서 용해된 불산 용액을 내부에 수용 및 배출하도록 구비된다.
본 발명의 일실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 순환탱크(200)에는 스크러버(300)의 불산용액 분사부(310)에 연결된 불산용액 순환펌프(210)가 구비된다.
이에 따라, 순환탱크(200)의 내부에 수용된 불산 용액 중 일부가 불산용액 분사부(310)를 통해 분사되어 스크러버(300)를 통해 상승 되는 불화수소 가스가 불산 용액으로 되어 순환탱크(200)의 내부로 다시 수용 및 배출되고 불산용액 분사부(310)를 거치며 정화된 가스만 외부로 배출되는 순환 정화 구조를 이루도록 할 수 있다.
이는, 불산이 물에 대한 용해도가 매우 크므로 불산용액 순환펌프(210)에 의해 순환탱크(200)의 내부에 수용된 불산 용액을 물처럼 쉽게 순환 및 분사시킬 수 있기 때문이다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 순환탱크(200)의 하부 일측에는 불산 용액의 배출관에 연결된 드레인 펌프(220)가 구비되고, 순환탱크(200)의 내부에는 불산 용액의 수위를 감지하는 수위 센서(240)가 구비된다.
이에 따라, 수위 센서(240)에서 감지된 불산 용액의 수위가 기준 수위에 도달한 것으로 후술할 제어부(260)가 판단하면 제어부(260)는 드레인 펌프(220)가 작동되도록 제어하여 불산 용액이 순환탱크(200)에서 별도의 폐수 처리 시설로 용이하게 배출되도록 할 수 있다.
스크러버(300)는, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 순환탱크(200)의 상부에서 플라즈마 반응기(100)의 일측에 구비되고, 순환탱크(200)를 거쳐 상승 되는 불화수소 가스가 불산 용액이 되게 층별로 불산용액 분사부(310)가 구비된 습식 형태로 마련된다.
이에 따라, 순환탱크(200)에서 스크러버(300)의 내부를 통해 상승 되는 불화수소 가스가 층별로 구비된 불산용액 분사부(310)에서 물 스프레이 형태로 분사되는 불산 용액에 의해 80 ℃ 이하의 온도로 식혀져 액화된 불산은 순환탱크(200)의 내부로 다시 수용되도록 하강 되고 기체 상태로만 남은 정화 가스만 상부로 상승 되어 외부로 배출되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템은, 도 3에 도시된 바와 같이, 반응수 주입부(140)를 통해 공급되는 비교적 낮은 온도(15 ℃ 정도)의 반응수가 플라즈마 영역에서 PFC가스의 재결합을 억제하려면 고온의 플라즈마 영역에서 다시 증기화 되어야 하기 때문에 이에 따른 플라즈마 분해 효율이 다소 저하될 수 있지만, 이를 막기 위해 반응수가 반응수 주입부(140)를 통해 공급되기 전에 미리 증기의 형태가 되게 가열하도록 반응수 주입부(140)의 전단에 연결 구비되어 반응수의 온도가 증기가 될 정도로 승온되도록 반응수 주입부(140)에 연결되어 반응수를 증기화하는데 소모되는 에너지를 플라즈마 분해를 위한 에너지로 사용할 수 있도록 구비된 반응수 가열부(400)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이에 따라, PFC를 방출하는 반도체 공정, 특히 반도체 디스플레이 제조 공정에서의 폐가스를 효율적으로 처리하여 정화된 가스가 외부로 배출되도록 할 수 있으며, 고온의 플라즈마에 의해 분해되는 가스가 재결합하는 역반응을 막기 위한 반응수를 증기화하는데 소모되는 에너지를 플라즈마 분해를 위한 에너지로 사용하도록 함으로써, 폐가스의 플라즈마 분해 효율이 증가 되도록 할 수 있는 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템을 제공할 수 있다.
여기서, 반응수 가열부(400)와 반응수 주입부(140) 사이를 연결하는 반응수 배관에는 반응수 가열부(400)에서 반응수 주입부(140)로 공급되는 반응수의 흐름을 개폐하는 반응수 공급밸브(410)가 구비된 것이 바람직하다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템은 외관의 틀을 형성하는 프레임 조립체의 내부에 설치되어 하나의 장치 형태를 이루도록 구비되고, 도 3에 도시된 바와 같이, 순환탱크(200)의 하부에는 지진을 비롯한 진동에 의한 충격이 완충 및 제거되도록 하는 다수의 방진댐퍼(500)가 구비된 것이 바람직하다.
이에 따라, 외부로부터 진동 충격이 가해지더라도 방진댐퍼(500)에 의해 감쇠 및 제거되도록 함으로써, 본 발명에 따른 플라즈마 스크러버 시스템이 진동 충격에 의해 손상되는 것을 방지하도록 할 수 있다.
한편, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 순환탱크(200)에는 플라즈마 반응기(100)에서 유입되어 순환탱크(200)의 내부를 유동하는 불화수소의 양을 측정하는 불화수소 측정부(250)가 구비되고, 불화수소 측정부(250)에서 측정된 불화수소의 양에 따라서 플라즈마의 생성 정도, 반응수의 공급량, 반응수의 온도 및 불산용액 분사부(310)에서 분사되는 불산 용액이 조절되도록 플라즈마 토치(110), 반응수 공급밸브(410), 반응수 가열부(400) 및 불산용액 순환펌프(210)를 제어하는 제어부(260)가 구비될 수 있다.
이에 따라, PFC 가스의 플라즈마 분해 및 정화 기능이 제어부(260)에 의해 자동으로 정밀하게 이뤄지도록 할 수 있다.
상기에 의해 설명되고 첨부된 도면에서 그 기술적인 면이 기술되었으나, 본 발명의 기술적인 사상은 그 설명을 위한 것이고, 그 제한을 두는 것은 아니며 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술적인 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적인 사상을 이하 후술 될 특허청구범위에 기재된 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 플라즈마 반응기 110 : 플라즈마 토치
120 : 상시 냉각수 공급부 130 : 플라즈마 챔버
140 : 반응수 주입부 200 : 순환탱크
210 : 불산용액 순환펌프 300 : 스크러버
310 : 불산용액 분사부 400 : 반응수 가열부
120 : 상시 냉각수 공급부 130 : 플라즈마 챔버
140 : 반응수 주입부 200 : 순환탱크
210 : 불산용액 순환펌프 300 : 스크러버
310 : 불산용액 분사부 400 : 반응수 가열부
Claims (3)
- 반도체 공정 중 발생 되는 사불화탄소(CF4)와 육불화황(SF6)을 포함하는 반도체 폐 가스인 과불화화합물(PFC)가 유입되면 이를 플라즈마 발생용 질소(N2)와 인입 전기에 의해 생성되는 고온의 플라즈마 영역에서 분해하도록 상부에 구비된 플라즈마 토치와, 상기 플라즈마 토치의 하부에 구비된 플라즈마 챔버와, 상기 플라즈마 토치 및 상기 플라즈마 챔버의 사이에 반응수가 공급되도록 구비된 반응수 주입부로 이루어진 플라즈마 반응기;
상기 플라즈마 반응기의 하부에 연통 구비되어 상기 플라즈마 반응기를 거쳐 생성된 불화수소(HF) 가스가 유입되고, 후술할 스크러버에서 용해된 불산 용액을 내부에 수용 및 배출하도록 구비된 순환탱크;
상기 순환탱크의 상부에서 상기 플라즈마 반응기의 일측에 구비되고, 상기 순환탱크를 거쳐 상승 되는 불화수소 가스가 불산 용액이 되게 층별로 불산용액 분사부가 구비된 스크러버; 및
상기 반응수 주입부를 통해 공급되는 반응수의 온도가 승온되도록 상기 반응수 주입부에 연결되어 반응수를 증기화하는데 소모되는 에너지를 플라즈마 분해를 위한 에너지로 사용할 수 있도록 구비된 반응수 가열부;
를 포함하고,
상기 플라즈마 토치에는 상시 냉각수를 공급하는 상시 냉각수 공급부가 구비되며,
상기 스크러버의 불산용액 분사부는 상기 순환탱크에 구비된 불산용액 순환펌프에 연결되어 상기 순환탱크의 내부에 수용된 불산 용액 중 일부가 상기 불산용액 분사부를 통해 분사되도록 구비되고,
상기 순환탱크의 하부 일측에는 불산 용액의 배출관에 연결된 드레인 펌프가 구비되며, 상기 순환탱크의 내부에는 불산 용액의 수위를 감지하는 수위 센서가 구비되고,
상기 반응수 가열부와 상기 반응수 주입부 사이를 연결하는 반응수 배관에는 상기 반응수 가열부에서 상기 반응수 주입부로 공급되는 반응수의 흐름을 개폐하는 반응수 공급밸브가 구비되며,
상기 순환탱크의 하부에는 지진을 비롯한 진동에 의한 충격이 완충 및 제거되도록 하는 다수의 방진댐퍼가 구비되고,
상기 순환탱크에는 상기 플라즈마 반응기에서 유입되어 상기 순환탱크의 내부를 유동하는 불화수소의 양을 측정하는 불화수소 측정부가 구비되며, 상기 불화수소 측정부에서 측정된 불화수소의 양에 따라서 플라즈마의 생성 정도, 반응수의 공급량, 반응수의 온도 및 상기 불산용액 분사부에서 분사되는 불산 용액이 조절되도록 상기 플라즈마 토치, 상기 반응수 공급밸브, 상기 반응수 가열부 및 상기 불산용액 순환펌프를 제어하는 제어부가 구비된 것을 특징으로 하는 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템.
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| KR1020190013028A KR102063786B1 (ko) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 반도체 폐가스 처리용 고효율 플라즈마 스크러버 시스템 |
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| KR20230030145A (ko) | 2021-08-25 | 2023-03-06 | 최도현 | 플라즈마 발생 장치를 제어하기 위한 전자 장치 및 시스템 |
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