KR102502666B1 - 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치 - Google Patents
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Abstract
개시되는 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치가 공급 탱크와, 제논 및 크립톤 회수 유닛을 포함하고, 상기 공급 탱크에서 공급되어 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛으로 유입된 혼합 가스는 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛 내에서 냉각됨으로써, 상기 혼합 가스 중의 제논은 동결되고 크립톤은 기체 상태를 유지하고, 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛은 라시히 링을 포함하여, 상기 혼합 가스가 상기 라시히 링을 통과하면서, 상기 혼합 가스 중의 동결된 제논은 하부로 낙하됨과 함께 상기 혼합 가스 중의 기체 상태를 유지하는 크립톤은 상승됨으로써, 상기 혼합 가스로부터 제논과 크립톤이 분리되어 회수될 수 있게 되고, 그에 따라 열교환기, 제논 흡탈착기 등이 별도로 구비될 필요가 없어져서, 제논과 크립톤이 함유된 상기 혼합 가스에서 제논과 크립톤을 분리 정제하기 위한 상기 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치의 설치된 공간의 공간 효율성이 향상될 수 있게 되는 장점이 있다.
Description
본 발명은 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치에 관한 것이다.
제논(xenon)은 원소주기율표 상에서 5주기 18족에 속하는 비활성 기체로, 원소 기호는 Xe, 녹는점은 -111.7℃, 끓는점은 -108.12℃, 밀도는 5.894g/L이고, 색깔과 냄새가 없는 단원자 분자로 공기 중에 극미량 함유되어 있다.
크립톤(krypton)은 원소주기율표 상에서 4주기 18족에 속하는 기체로, 원소 기호는 Kr, 녹는점은 -157.36℃, 끓는점은 -153.22℃, 밀도는 3.749g/L이고, 단원자 분자 기체로 반응성이 거의 없어 비활성 기체라고도 하며 색깔과 냄새가 없고 공기 중에 적은 양이 존재한다.
이러한 제논 및 크립톤은 반도체 웨이퍼 등의 제조 공정에서 필수 요소로 사용되어져야 하는데, 공기 중에 극미량만 함유되어 있는 특성 때문에, 반도체 웨이퍼 등의 제조 공정에서 이미 사용된 제논 및 크립톤 가스를 회수하여 재활용하고자 하는 요구가 커지고 있다.
반도체 웨이퍼 등의 제조 공정에서 이미 사용된 제논 및 크립톤은 산소 등의 이물질과 혼합된 상태의 혼합 가스 상태로 존재하는데, 이러한 혼합 가스 내에서 순수한 제논 및 크립톤을 분리하기 위한 여러 기술이 개발되어 오고 있고, 그러한 분리 기술의 예로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 특허문헌의 그 것이다.
그러나, 위 특허문헌을 포함한 종래 기술에 의하면, 산소, 수소 및 질소를 제거하는 부재와, 수분 및 메탄(CH4)을 제거하는 부재가 별도의 반응기 형태로 구비되어 있고, 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치가 설치된 공간의 공간 효율성이 떨어지는 문제가 있었다.
또한, 종래에는, 상기 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치에 외부 충격이 가해지는 경우에도, 이를 확인할 마땅한 수단이 없는 문제가 있었다.
본 발명은 그 설치된 공간의 공간 효율성이 향상될 수 있는 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 외부 충격이 가해졌는지 여부를 확인할 수 있는 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치는 반도체 공정에서 반도체 제조를 위해 사용된 후 산소, 수소, 질소, 수분 및 메탄이 제거된 상태이면서 제논 및 크립톤을 함유한 상태인 혼합 가스를 공급하는 공급 탱크; 상기 공급 탱크에서 공급되는 상기 혼합 가스 중의 제논과 크립톤을 회수하기 위하여, 상기 혼합 가스 중의 제논과 크립톤을 분리하는 제논 및 크립톤 회수 유닛; 및 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛에 외부로부터 가해지는 외부 충격을 감지하고, 상기 외부 충격을 감지한 상태를 비가역적으로 유지시켜줄 수 있는 충격 감지 비가역 확인 유닛;을 포함하고,
상기 공급 탱크에서 공급되어 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛으로 유입된 상기 혼합 가스는 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛 내에서 냉각됨으로써, 상기 혼합 가스 중의 제논은 동결되고 크립톤은 기체 상태를 유지하고,
상기 제논 및 크립톤 회수 유닛은 라시히 링(raschig ring)을 포함하여, 상기 혼합 가스가 상기 라시히 링을 통과하면서, 상기 혼합 가스 중의 동결된 제논은 하부로 낙하됨과 함께 상기 혼합 가스 중의 기체 상태를 유지하는 크립톤은 상승됨으로써, 상기 혼합 가스로부터 제논과 크립톤이 분리되어 회수될 수 있고,
상기 충격 감지 비가역 확인 유닛은 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛이 설치되는 설치면 상에 놓이는 베이스 부재와, 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛의 하부에 고정되고, 상기 베이스 부재를 향해 돌출되는 지지 피삽 부재와, 상기 베이스 부재에 착탈 가능하게 올려져 있다가, 상기 베이스 부재를 통해 전달되는 상기 외부 충격에 의해 상기 지지 피삽 부재로 삽입될 수 있는 충격 이동 부재와, 상기 외부 충격이 가해지기 전에는 상기 충격 이동 부재와 상기 지지 피삽 부재 사이에 개재되어 상기 지지 피삽 부재가 상기 충격 이동 부재 및 상기 베이스 부재에 의해 지지되도록 연결해주고, 상기 외부 충격이 가해지면 상기 외부 충격에 의해 파쇄되면서 상기 충격 이동 부재가 상기 지지 피삽 부재로 삽입되도록 하는 충격 피파쇄 부재와, 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛의 하부 중 상기 지지 피삽 부재에 이웃한 부분에 고정되고, 에어를 수용하여 팽창된 상태를 유지하면서 상기 베이스 부재에 접하고 있다가, 상기 외부 충격에 의해 상기 충격 피파쇄 부재가 파쇄되면서 상기 충격 이동 부재가 상기 지지 피삽 부재로 삽입되면 상기 베이스 부재에 의해 눌리면서 상기 에어를 토출하는 에어 탱크 부재와, 상기 지지 피삽 부재에 고정되고, 상기 베이스 부재를 향하면서 상기 베이스 부재와 비접촉 상태를 유지하다가, 상기 외부 충격에 의해 상기 충격 피파쇄 부재가 파쇄되면서 상기 충격 이동 부재가 상기 지지 피삽 부재로 삽입됨에 따라 상기 에어 탱크 부재로부터 토출된 상기 에어에 의해 돌출되면서 상기 베이스 부재와 접하여 상기 지지 피삽 부재를 지지해주는 충격 돌출 지지 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 공급 탱크에서 공급되어 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛으로 유입된 상기 혼합 가스는 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛 내에서 냉각됨으로써, 상기 혼합 가스 중의 제논은 동결되고 크립톤은 기체 상태를 유지하고,
상기 제논 및 크립톤 회수 유닛은 라시히 링(raschig ring)을 포함하여, 상기 혼합 가스가 상기 라시히 링을 통과하면서, 상기 혼합 가스 중의 동결된 제논은 하부로 낙하됨과 함께 상기 혼합 가스 중의 기체 상태를 유지하는 크립톤은 상승됨으로써, 상기 혼합 가스로부터 제논과 크립톤이 분리되어 회수될 수 있고,
상기 충격 감지 비가역 확인 유닛은 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛이 설치되는 설치면 상에 놓이는 베이스 부재와, 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛의 하부에 고정되고, 상기 베이스 부재를 향해 돌출되는 지지 피삽 부재와, 상기 베이스 부재에 착탈 가능하게 올려져 있다가, 상기 베이스 부재를 통해 전달되는 상기 외부 충격에 의해 상기 지지 피삽 부재로 삽입될 수 있는 충격 이동 부재와, 상기 외부 충격이 가해지기 전에는 상기 충격 이동 부재와 상기 지지 피삽 부재 사이에 개재되어 상기 지지 피삽 부재가 상기 충격 이동 부재 및 상기 베이스 부재에 의해 지지되도록 연결해주고, 상기 외부 충격이 가해지면 상기 외부 충격에 의해 파쇄되면서 상기 충격 이동 부재가 상기 지지 피삽 부재로 삽입되도록 하는 충격 피파쇄 부재와, 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛의 하부 중 상기 지지 피삽 부재에 이웃한 부분에 고정되고, 에어를 수용하여 팽창된 상태를 유지하면서 상기 베이스 부재에 접하고 있다가, 상기 외부 충격에 의해 상기 충격 피파쇄 부재가 파쇄되면서 상기 충격 이동 부재가 상기 지지 피삽 부재로 삽입되면 상기 베이스 부재에 의해 눌리면서 상기 에어를 토출하는 에어 탱크 부재와, 상기 지지 피삽 부재에 고정되고, 상기 베이스 부재를 향하면서 상기 베이스 부재와 비접촉 상태를 유지하다가, 상기 외부 충격에 의해 상기 충격 피파쇄 부재가 파쇄되면서 상기 충격 이동 부재가 상기 지지 피삽 부재로 삽입됨에 따라 상기 에어 탱크 부재로부터 토출된 상기 에어에 의해 돌출되면서 상기 베이스 부재와 접하여 상기 지지 피삽 부재를 지지해주는 충격 돌출 지지 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 일 측면에 따른 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치에 의하면, 상기 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치가 공급 탱크와, 제논 및 크립톤 회수 유닛을 포함하고, 상기 공급 탱크에서 공급되어 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛으로 유입된 혼합 가스는 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛 내에서 냉각됨으로써, 상기 혼합 가스 중의 제논은 동결되고 크립톤은 기체 상태를 유지하고, 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛은 라시히 링을 포함하여, 상기 혼합 가스가 상기 라시히 링을 통과하면서, 상기 혼합 가스 중의 동결된 제논은 하부로 낙하됨과 함께 상기 혼합 가스 중의 기체 상태를 유지하는 크립톤은 상승됨으로써, 상기 혼합 가스로부터 제논과 크립톤이 분리되어 회수될 수 있게 되고, 그에 따라 열교환기, 제논 흡탈착기 등이 별도로 구비될 필요가 없어져서, 제논과 크립톤이 함유된 상기 혼합 가스에서 제논과 크립톤을 분리 정제하기 위한 상기 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치의 설치된 공간의 공간 효율성이 향상될 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치의 구성을 개략적으로 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치를 구성하는 분리 부재 내부를 보이는 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치를 구성하는 충격 감지 비가역 확인 유닛을 보이는 확대도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치를 구성하는 분리 부재 내부를 보이는 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치를 구성하는 충격 감지 비가역 확인 유닛을 보이는 확대도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치의 구성을 개략적으로 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치를 구성하는 분리 부재 내부를 보이는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치를 구성하는 충격 감지 비가역 확인 유닛을 보이는 확대도이다.
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치(100)는 공급 탱크(180)와, 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)을 포함한다.
도면 번호 101은 상기 공급 탱크(180)와 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130) 내의 후술되는 분리 부재(135)를 연결하는 공급 배관이고, 도면 번호 102는 상기 분리 부재(135)를 경유하면서 분리된 크립톤이 크립톤 저장 탱크(150)로 유동되는 크립톤 유동 배관이고, 도면 번호 103은 상기 분리 부재(135)를 경유하면서 분리된 제논이 제논 저장 탱크(155)로 유동되는 제논 유동 배관이다.
도면 번호 151 및 156은 각각 상기 크립톤 유동 배관(102)과 상기 제논 유동 배관(103)에 설치되어, 각각 상기 크립톤 저장 탱크(150)와 상기 제논 저장 탱크(155)로 유입되는 크립톤 및 제논을 압축할 수 있는 압축기들이다.
도면 번호 170은 상기 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치(100)의 각종 구성요소의 작동을 제어할 수 있는 제어 부재이다.
상기 공급 탱크(180)는 반도체 공정에서 반도체 제조를 위해 사용된 후 산소, 수소, 질소, 수분 및 메탄이 제거된 상태이면서 제논 및 크립톤을 함유한 상태인 혼합 가스를 저장하고, 상기 혼합 가스를 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130) 쪽으로 공급할 수 있는 것이다.
반도체 공정에서 반도체 제조를 위해 사용되면서 상기 혼합 가스에 함유되었던 산소, 수소, 질소, 수분 및 메탄이 상기 혼합 가스가 상기 공급 탱크(180)에 저장 전에 별도 제거 시설에서 상기 혼합 가스로부터 제거된 상태이어서, 상기 혼합 가스에는 제논 및 크립톤만 주로 함유된 상태이다.
상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)은 상기 공급 탱크(180)로부터 공급된 상기 혼합 가스 중의 제논 및 크립톤을 회수하기 위하여 상기 혼합 가스 중의 제논과 크립톤을 분리하는 것으로, 냉매 수용 케이스(131)와, 분리 부재(135)를 포함한다.
상기 냉매 수용 케이스(131)는 그 내측 하부에 액체 질소 등의 저온 냉매가 수용되어 있는 것이고, 상기 공급 배관(101)이 관통된다.
도면 번호 140은 상기 냉매 수용 케이스(131)의 하부로 상기 저온 냉매를 공급해주는 저온 냉매 공급 부재이고, 도면 번호 104는 상기 저온 냉매 공급 부재와 상기 냉매 수용 케이스(131)의 하부를 연결해주는 냉매 충진 배관이다.
상기 분리 부재(135)는 상기 냉매 수용 케이스(131) 내에 설치되고, 상기 공급 배관(101)을 통해 상기 공급 탱크(180)로부터 공급되어 상기 냉매 수용 케이스(131)를 경유한 혼합 가스가 유입되고, 상기 냉매 수용 케이스(131)를 경유한 혼합 가스 중의 액화된 제논과 기체 상태인 크립톤 분리를 위한 충전물(137)이 그 내부에 충전된 것이다.
상기 분리 부재(135)의 하부에 상기 공급 배관(101) 및 상기 제논 유동 배관(103)이 연결되고, 상기 분리 부재(135)의 상부에 상기 크립톤 유동 배관(102)이 연결된다.
본 실시예에서, 상기 공급 탱크(180)에서 공급되어 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)으로 유입된 상기 혼합 가스는 상기 공급 배관(101)을 통해 상기 냉매 수용 케이스(131)를 경유하면서 상기 냉매 수용 케이스(131) 내에 수용된 상기 저온 냉매의 냉기에 의해 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130) 내에서 냉각됨으로써, 상기 혼합 가스 중의 제논은 동결되고 크립톤은 기체 상태를 유지한다.
상기 분리 부재(135) 내부에 충전된 상기 충전물(137)은 라시히 링(raschig ring)으로 제시될 수 있다. 상기 라시히 링은 허니컴 구조 등 다양한 구조로 이루어질 수 있고, 세라믹 등 다양한 물질로 이루어질 수 있다.
상기와 같이, 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)이 상기 충전물(137)인 상기 라시히 링을 포함하여, 상기 혼합 가스가 상기 라시히 링을 통과하면서, 상기 혼합 가스 중의 동결된 제논은 상기 분리 부재(135)의 하부로 낙하됨과 함께 상기 혼합 가스 중의 기체 상태를 유지하는 크립톤은 상기 분리 부재(135)의 상부로 상승됨으로써, 상기 혼합 가스로부터 제논과 크립톤이 분리되어 회수될 수 있게 된다.
상기 분리 부재(135)의 하부로 낙하된 제논은 상기 제논 유동 배관(103)을 통해 상기 제논 저장 탱크(155)에 저장되고, 상기 분리 부재(135)의 상부로 유동된 크립톤은 상기 크립톤 유동 배관(102)을 통해 상기 크립톤 저장 탱크(150)에 저장된다.
한편, 본 실시예에 따른 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치(100)가 충격 감지 비가역 확인 유닛(200)을 더 포함한다.
상기 충격 감지 비가역 확인 유닛(200)은 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)에 외부로부터 가해지는 외부 충격을 감지하고, 상기 외부 충격을 감지한 상태를 비가역적으로 유지시켜줄 수 있는 것이다.
상세히, 상기 충격 감지 비가역 확인 유닛(200)은 베이스 부재(210)와, 지지 피삽 부재(240)와, 충격 이동 부재(220)와, 충격 피파쇄 부재(230)와, 에어 탱크 부재(250)와, 충격 돌출 지지 부재(270)를 포함한다.
상기 베이스 부재(210)는 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)이 설치되는 설치면 상에 놓이는 것이다.
상기 베이스 부재(210)는 소정 면적의 플레이트 형태로 형성되어 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)이 설치되는 상기 설치면 상에 놓이는 베이스 플레이트(211)와, 상기 베이스 플레이트(211)의 양 측부로부터 상방으로 각각 소정 높이로 연장되는 한 쌍의 베이스 수직체(212)와, 상기 베이스 플레이트(211)의 중앙부와 상기 각 베이스 수직체(212) 사이의 일정 부분에서 상방으로 각각 소정 높이로 돌출되는 한 쌍의 베이스 돌출체(213)와, 상기 베이스 플레이트(211)의 중앙부의 상면에서 소정 깊이로 함몰 형성되어 상기 충격 이동 부재(220)의 하부가 착탈 가능하게 삽입될 수 있는 충격 이동 삽입홀(214)을 포함한다.
상기 지지 피삽 부재(240)는 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)의 하부인 상기 냉매 수용 케이스(131)의 하부에 고정되고, 상기 베이스 부재(210)를 향해 돌출되는 것이다.
상기 지지 피삽 부재(240)는 상기 냉매 수용 케이스(131)의 하부에 고정되고 상기 냉매 수용 케이스(131)에서 하방으로 돌출되되 반구 형태의 단면으로 이루어지는 지지 피삽 돌출체(241)와, 상기 지지 피삽 돌출체(241)의 하부로부터 상기 충격 이동 부재(220)를 향해 돌출되되 서로 이격되도록 한 쌍으로 돌출되는 지지 피삽 클램핑체(242)를 포함한다.
상기 지지 피삽 클램핑체(242)에 상기 충격 이동 부재(220)의 상부가 삽입될 때 상기 지지 피삽 클램핑체(242)는 탄성 변형되면서 벌어졌다가, 상기 충격 이동 부재(220)의 상부의 삽입이 완료되면 상기 지지 피삽 클램핑체(242)가 복원력에 의해 상기 충격 이동 부재(220)의 상부를 조여줌으로써 상기 충격 이동 부재(220)가 상기 지지 피삽 부재(240)로부터 임의 낙하되지 않도록 한다.
상기 충격 이동 부재(220)는 상기 베이스 부재(210)에 착탈 가능하게 올려져 있다가, 상기 베이스 부재(210)를 통해 전달되는 상기 외부 충격에 의해 상기 지지 피삽 부재(240)로 삽입될 수 있는 것이다.
상기 충격 이동 부재(220)는 소정 면적의 플레이트 형태로 형성되고 상기 충격 이동 삽입홀(214)에 착탈 가능하게 삽입되는 충격 이동 하체(221)와, 상기 충격 이동 하체(221)의 중앙부로부터 소정 높이로 세워지는 충격 이동 상체(222)를 포함한다.
상기 충격 이동 상체(222)의 상부는 상기 지지 피삽 클램핑체(242) 사이로 원활하게 삽입될 수 있도록 테이퍼 형태로 형성된다.
상기 충격 피파쇄 부재(230)는 상기 외부 충격이 가해지기 전에는 상기 충격 이동 부재(220)와 상기 지지 피삽 부재(240) 사이에 개재되어 상기 지지 피삽 부재(240)가 상기 충격 이동 부재(220) 및 상기 베이스 부재(210)에 의해 지지되도록 연결해주고, 상기 외부 충격이 가해지면 상기 외부 충격에 의해 파쇄되면서 상기 충격 이동 부재(220)가 상기 지지 피삽 부재(240)로 삽입되도록 하는 것이다.
상기 충격 피파쇄 부재(230)는 소정 면적의 플레이트 형태로 형성되고, 상기 충격 피파쇄 부재(230)의 저면 중앙부에는 상기 충격 이동 상체(222)가 접하고, 상기 충격 피파쇄 부재(230)의 상면 중앙부에서 소정 간격 이격되도록 편심되면서 서로 대칭되는 두 지점에 상기 각 지지 피삽 클램핑체(242)의 하단이 접하게 된다. 그러면, 상기 충격 피파쇄 부재(230)의 저면 중앙부는 상기 충격 이동 상체(222)에 의해 눌리게 되고, 상기 충격 피파쇄 부재(230)의 상면 중앙부에서 소정 간격 이격되도록 편심되면서 서로 대칭되는 두 지점은 상기 각 지지 피삽 클램핑체(242)에 의해 눌리게 되는 상태를 유지하다가, 상기 외부 충격이 가해지면 상기 충격 이동 상체(222)를 통해 상기 외부 충격이 상기 충격 피파쇄 부재(230)의 저면 중앙부에 가해지면서 상기 외부 충격과 상기 각 지지 피삽 클램핑체(242)의 각 편심된 가압력에 의해 상기 충격 피파쇄 부재(230)가 부러지면서 파쇄될 수 있게 된다.
상기 충격 피파쇄 부재(230)가 파쇄되면, 상기 충격 피파쇄 부재(230)의 파편들은 상기 베이스 플레이트(211)로 낙하되고, 그에 따라 상기 충격 피파쇄 부재(230)에 의해 지지되던 상기 지지 피삽 부재(240)가 하강되면서 상기 각 지지 피삽 클램핑체(242) 사이에 상기 충격 이동 상체(222)가 삽입될 수 있게 된다.
상기 에어 탱크 부재(250)는 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)을 구성하는 상기 냉매 수용 케이스(131)의 하부 중 상기 지지 피삽 부재(240)에 이웃한 부분에 고정되고, 에어를 수용하여 팽창된 상태를 유지하면서 상기 베이스 부재(210)의 상기 각 베이스 수직체(212)에 접하고 있다가, 상기 외부 충격에 의해 상기 충격 피파쇄 부재(230)가 파쇄되면서 상기 충격 이동 부재(220)가 상기 지지 피삽 부재(240)로 삽입되면 상기 각 베이스 수직체(212)에 의해 눌리면서 상기 에어를 토출하는 것이다.
상기 에어 탱크 부재(250)는 상기 냉매 수용 케이스(131)의 하부 중 상기 지지 피삽 부재(240)에 이웃한 부분에 배치되고, 상하에 비해 좌우로 길게 소정 길이로 긴 타원형의 단면이면서 내부가 빈 형태로 형성되어 상기 에어를 수용하고, 고무 등 탄성을 가진 물질로 이루어지는 것이다.
상기 에어 탱크 부재(250)는 상기 냉매 수용 케이스(131)의 하부 중 상기 지지 피삽 부재(240)에 이웃한 양 측면 부분에 하나씩 설치되어, 상기 각 베이스 수직체(212)와 대면된다.
상기 에어 탱크 부재(250)에는 로드셀(260)이 장착되어, 상기 에어 탱크 부재(250)가 상기 베이스 수직체(212)에 의해 눌려 가압되면서 상기 에어가 토출되는 상황, 즉 상기 외부 충격이 가해진 상황이 상기 로드셀(260)에 의해 감지되어 외부로 전송될 수 있게 된다.
상기 충격 돌출 지지 부재(270)는 상기 지지 피삽 부재(240)에 고정되고, 상기 베이스 부재(210)의 상기 베이스 돌출체(213)를 향하면서 상기 베이스 부재(210)의 상기 베이스 돌출체(213)와 비접촉 상태를 유지하다가, 상기 외부 충격에 의해 상기 충격 피파쇄 부재(230)가 파쇄되면서 상기 충격 이동 부재(220)가 상기 지지 피삽 부재(240)로 삽입됨에 따라 상기 에어 탱크 부재(250)로부터 토출된 상기 에어에 의해 돌출되면서 상기 베이스 부재(210)의 상기 베이스 돌출체(213)와 접하여 상기 지지 피삽 부재(240)를 지지해주는 것이다.
상기 충격 돌출 지지 부재(270)는 상기 지지 피삽 부재(240)의 상기 지지 피삽 돌출체(241)로부터 상기 베이스 돌출체(213)를 향하도록 배치되고 상기 에어 탱크 부재(250)와 에어 유동관(255)에 의해 연결되는 충격 돌출 실린더(271)와, 상기 충격 돌출 실린더(271)의 내부를 따라 승강될 수 있는 충격 돌출 피스톤(272)을 포함한다.
상기 외부 충격이 가해지지 않은 평소에는, 상기 에어 탱크 부재(250)는 팽창된 상태를 유지함에 따라, 상기 에어 탱크 부재(250)와 상기 에어 유동관(255)에 의해 연결된 상기 충격 돌출 실린더(271) 내에는 부압(negative pressure)이 걸려 상기 충격 돌출 피스톤(272)이 상기 충격 돌출 실린더(271)의 내부로 삽입된 상태를 유지하고, 그에 따라 상기 충격 돌출 피스톤(272)이 상기 베이스 돌출체(213)와 비접촉 상태를 유지한다.
반면, 상기 외부 충격에 의해 상기 충격 피파쇄 부재(230)가 파쇄되면서 상기 충격 이동 부재(220)가 상기 지지 피삽 부재(240)로 삽입되면, 상기 에어 탱크 부재(250)로부터 토출된 상기 에어가 상기 에어 유동관(255)에 의해 상기 충격 돌출 실린더(271)의 내부로 유입되어 상기 충격 돌출 피스톤(272)이 상기 충격 돌출 실린더(271)로부터 돌출되고, 그에 따라 상기 충격 돌출 피스톤(272)이 상기 베이스 돌출체(213)와 접하여 상기 지지 피삽 부재(240)를 지지해주게 된다.
상기 충격 돌출 지지 부재(270)는 상기 각 베이스 돌출체(213)와 대면되도록 상기 지지 피삽 부재(240)에 한 쌍이 설치된다.
상기 외부 충격이 가해지지 않은 평소에는, 상기 충격 이동 부재(220)가 상기 베이스 부재(210) 상에 놓이고, 상기 충격 이동 부재(220) 상에 상기 충격 피파쇄 부재(230)가 얹혀지고, 상기 충격 피파쇄 부재(230) 상에 상기 지지 피삽 부재(240)가 얹혀져서, 상기 베이스 부재(210), 상기 충격 이동 부재(220), 상기 충격 피파쇄 부재(230), 상기 지지 피삽 부재(240) 및 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)이 적층된 형태로 배치되고, 상기 에어 탱크 부재(250)는 팽창된 상태를 유지하고, 상기 베이스 부재(210)와 상기 에어 탱크 부재(250)는 가압 상태는 아니면서 단순 접촉된 상태를 유지하고, 상기 충격 돌출 지지 부재(270)는 상기 베이스 부재(210)와 비접촉된 상태를 유지한다.
그러다가, 상기 외부 충격이 상기 베이스 부재(210)를 통해 전달되면, 상기 외부 충격에 의해 상기 충격 피파쇄 부재(230)가 파쇄되어 상기 지지 피삽 부재(240) 및 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)이 하강됨에 따라, 상기 충격 이동 부재(220)가 상기 지지 피삽 부재(240)로 삽입되고, 상기 에어 탱크 부재(250)가 상기 베이스 부재(210)에 의해 눌리게 되어 상기 에어 탱크 부재(250) 내의 상기 에어가 상기 충격 돌출 지지 부재(270)로 전달되어 상기 충격 돌출 지지 부재(270)가 상기 베이스 부재(210)와 접촉되면서 상기 베이스 부재(210) 및 상기 충격 돌출 지지 부재(270)에 의해 상기 지지 피삽 부재(240) 및 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)이 지지될 수 있게 된다.
크레인 등의 별도 지지 수단(미도시)에 의해 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)이 들려 지지된 상태에서, 작업자 등에 의해 상기 베이스 부재(210)가 제거되면, 상기 충격 이동 부재(220)가 상기 베이스 부재(210)로부터 이탈되어 상기 지지 피삽 부재(240)에 삽입된 상태가 육안으로 확인될 수 있고, 그에 따라 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)에 상기 외부 충격이 가해졌음이 육안으로 간편하고 즉각적으로 확인될 수 있고, 작업자 등의 인위적인 별도 작업이 없는 한, 상기 충격 이동 부재(220)는 상기 지지 피삽 부재(240)에 삽입된 상태를 유지하므로, 상기 외부 충격이 가해진 상태가 비가역적으로 유지되어 확인될 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치(100)의 작동에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 공급 배관(101)을 따라 상기 공급 탱크(180) 내의 상기 혼합 가스가 유동되어, 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)으로 공급된다.
상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)으로 공급된 상기 혼합 가스는 상기 냉매 수용 케이스(131)를 경유하면서 상기 저온 냉매의 냉기에 의해 냉각되고, 그에 따라 상기 혼합 가스 중의 제논은 동결되고 크립톤은 기체 상태를 유지한 상태가 되면서 상기 분리 부재(135)로 유입된다.
상기 분리 부재(135)로 유입된 혼합 가스는 상기 분리 부재(135)를 경유하면서 상기 충전물(137)인 상기 라시히 링에 의해 동결 상태인 제논은 상기 분리 부재(135)의 하부로 낙하되고, 기체 상태의 크립톤은 상승된다.
상기 분리 부재(135)의 하부로 낙하된 제논은 상기 제논 유동 배관(103)을 통해 상기 제논 저장 탱크(155)에 저장되고, 상기 분리 부재(135)의 상부로 유동된 크립톤은 상기 크립톤 유동 배관(102)을 통해 상기 크립톤 저장 탱크(150)에 저장된다.
상기와 같이, 상기 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치(100)가 상기 공급 탱크(180)와, 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)을 포함하고, 상기 공급 탱크(180)에서 공급되어 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)으로 유입된 상기 혼합 가스는 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130) 내에서 냉각됨으로써, 상기 혼합 가스 중의 제논은 동결되고 크립톤은 기체 상태를 유지하고, 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛(130)은 상기 라시히 링을 포함하여, 상기 혼합 가스가 상기 라시히 링을 통과하면서, 상기 혼합 가스 중의 동결된 제논은 하부로 낙하됨과 함께 상기 혼합 가스 중의 기체 상태를 유지하는 크립톤은 상승됨으로써, 상기 혼합 가스로부터 제논과 크립톤이 분리되어 회수될 수 있게 되고, 그에 따라 열교환기, 제논 흡탈착기 등이 별도로 구비될 필요가 없어져서, 제논과 크립톤이 함유된 상기 혼합 가스에서 제논과 크립톤을 분리 정제하기 위한 상기 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치(100)의 설치된 공간의 공간 효율성이 향상될 수 있게 된다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치에 의하면, 그 설치된 공간의 공간 효율성이 향상될 수 있고, 외부 충격이 가해졌는지 여부를 확인할 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
100 : 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치
130 : 제논 및 크립톤 회수 유닛
131 : 냉매 수용 케이스
135 : 분리 부재
180 : 공급 탱크
130 : 제논 및 크립톤 회수 유닛
131 : 냉매 수용 케이스
135 : 분리 부재
180 : 공급 탱크
Claims (3)
- 반도체 공정에서 반도체 제조를 위해 사용된 후 산소, 수소, 질소, 수분 및 메탄이 제거된 상태이면서 제논 및 크립톤을 함유한 상태인 혼합 가스를 공급하는 공급 탱크;
상기 공급 탱크에서 공급되는 상기 혼합 가스 중의 제논과 크립톤을 회수하기 위하여, 상기 혼합 가스 중의 제논과 크립톤을 분리하는 제논 및 크립톤 회수 유닛; 및
상기 제논 및 크립톤 회수 유닛에 외부로부터 가해지는 외부 충격을 감지하고, 상기 외부 충격을 감지한 상태를 비가역적으로 유지시켜줄 수 있는 충격 감지 비가역 확인 유닛;을 포함하고,
상기 공급 탱크에서 공급되어 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛으로 유입된 상기 혼합 가스는 상기 제논 및 크립톤 회수 유닛 내에서 냉각됨으로써, 상기 혼합 가스 중의 제논은 동결되고 크립톤은 기체 상태를 유지하고,
상기 제논 및 크립톤 회수 유닛은 라시히 링(raschig ring)을 포함하여, 상기 혼합 가스가 상기 라시히 링을 통과하면서, 상기 혼합 가스 중의 동결된 제논은 하부로 낙하됨과 함께 상기 혼합 가스 중의 기체 상태를 유지하는 크립톤은 상승됨으로써, 상기 혼합 가스로부터 제논과 크립톤이 분리되어 회수될 수 있고,
상기 충격 감지 비가역 확인 유닛은
상기 제논 및 크립톤 회수 유닛이 설치되는 설치면 상에 놓이는 베이스 부재와,
상기 제논 및 크립톤 회수 유닛의 하부에 고정되고, 상기 베이스 부재를 향해 돌출되는 지지 피삽 부재와,
상기 베이스 부재에 착탈 가능하게 올려져 있다가, 상기 베이스 부재를 통해 전달되는 상기 외부 충격에 의해 상기 지지 피삽 부재로 삽입될 수 있는 충격 이동 부재와,
상기 외부 충격이 가해지기 전에는 상기 충격 이동 부재와 상기 지지 피삽 부재 사이에 개재되어 상기 지지 피삽 부재가 상기 충격 이동 부재 및 상기 베이스 부재에 의해 지지되도록 연결해주고, 상기 외부 충격이 가해지면 상기 외부 충격에 의해 파쇄되면서 상기 충격 이동 부재가 상기 지지 피삽 부재로 삽입되도록 하는 충격 피파쇄 부재와,
상기 제논 및 크립톤 회수 유닛의 하부 중 상기 지지 피삽 부재에 이웃한 부분에 고정되고, 에어를 수용하여 팽창된 상태를 유지하면서 상기 베이스 부재에 접하고 있다가, 상기 외부 충격에 의해 상기 충격 피파쇄 부재가 파쇄되면서 상기 충격 이동 부재가 상기 지지 피삽 부재로 삽입되면 상기 베이스 부재에 의해 눌리면서 상기 에어를 토출하는 에어 탱크 부재와,
상기 지지 피삽 부재에 고정되고, 상기 베이스 부재를 향하면서 상기 베이스 부재와 비접촉 상태를 유지하다가, 상기 외부 충격에 의해 상기 충격 피파쇄 부재가 파쇄되면서 상기 충격 이동 부재가 상기 지지 피삽 부재로 삽입됨에 따라 상기 에어 탱크 부재로부터 토출된 상기 에어에 의해 돌출되면서 상기 베이스 부재와 접하여 상기 지지 피삽 부재를 지지해주는 충격 돌출 지지 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정에서 사용된 제논 및 크립톤 회수 가스의 재활용 장치. - 삭제
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