KR200186836Y1

KR200186836Y1 - Heating chamber for burning equipment of semiconductor device scrubber system

Info

Publication number: KR200186836Y1
Application number: KR2019990028348U
Authority: KR
Inventors: 이남철
Original assignee: 한국파이오닉스주식회사
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2000-06-15

Abstract

본 고안은 반도체장치 스크러버 시스템의 연소장치용 히팅챔버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 히팅챔버 내에 일정량의 촉매제를 설치하여 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 더욱더 고열 분위기가 유지되게 하여 가스를 보다 안전한 상태로 변환시킴과 동시에 가스가 배출되는 과정에서 생성되는 유해물질의 발생을 최소화하여 대기 환경오염을 막을 수 있도록 한 것으로 반도체장치 제조공정에서 발생되는 공정가스 배출을 위해, 상측에는 유입수단(5)이 연결되고 하측으로는 배출수단(6)이 설치되며, 그 외면에는 히팅장치(3)와 단열부재(4)가 설치되는 히팅챔버(1)를 구성함에 있어서, 상기 히팅챔버(1)의 내부에는 촉매제나 담열체로 되는 매개체(2)를 설치하여서 되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 스크러버 시스템의 연소장치용 히팅챔버이다.The present invention relates to a heating chamber for a combustion device of a semiconductor device scrubber system, and more particularly, by installing a certain amount of catalyst in the heating chamber, various process gases having high toxicity such as toxic, flammable and corrosive used in the semiconductor device manufacturing process. In order to prevent the risk of safety accidents caused by these process gases, by using the combustion characteristics of the process gas to maintain a higher heat atmosphere to convert the gas to a safer state and at the same time generated during the gas discharge process In order to prevent the pollution of the air environment by minimizing the generation of harmful substances, the inlet means (5) is connected to the upper side and the discharge means (6) is installed on the lower side to discharge the process gas generated in the semiconductor device manufacturing process. In the outer surface of the heating device (3) and the heat insulating member (4) is installed in the configuration of the heating chamber (1) Standing, and the interior of the heating chamber 1 is provided with a heating chamber for a semiconductor device, the combustion of the scrubber system unit characterized in that the installation hayeoseo the medium 2 which is a catalyst body or damyeol.

Description

HEATING CHAMBER FOR BURNING EQUIPMENT OF SEMICONDUCTOR DEVICE SCRUBBER SYSTEM}

본 고안은 반도체장치 스크러버 시스템의 연소장치용 히팅챔버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 히팅챔버 내에 촉매제나 담열체 또는 전열체로 되는 매개체를 설치하여 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 더욱더 고열 분위기가 유지되게 하여 가스를 보다 안전한 상태로 변환시킴과 동시에 가스가 배출되는 과정에서 생성되는 유해물질의 발생을 최소화하여 대기 환경오염을 막을 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a heating chamber for a combustion device of a semiconductor device scrubber system, and more specifically, to the toxic, flammable and corrosive, etc. used in the semiconductor device manufacturing process by installing a medium consisting of a catalyst, a heat shield or a heating element in the heating chamber. In discharging various highly toxic process gases, the high temperature atmosphere is maintained by using the combustion characteristics of the process gases to prevent the risk of safety accidents caused by these process gases. Minimize the generation of harmful substances generated during the discharge process to prevent air pollution

일반적으로 실리콘 웨이퍼는 사진, 확산, 식각, 화학기상증착 및 금속증착 등의 공정을 반복적으로 수행함으로써 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, silicon wafers are fabricated as semiconductor devices by repeatedly performing processes such as photography, diffusion, etching, chemical vapor deposition, and metal deposition, and processes such as diffusion, etching, and chemical vapor deposition in the manufacturing process of these semiconductor devices are closed. The process gases required in the process 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 process gas discharged in a safe state.

이러한 스크러버 시스템의 공정가스 분해 방법은, 공정가스의 성질, 즉 일반 공기와 접촉하게 되면 폭발적으로 반응하는 성질과 가열에 의해 연소되는 성질을 이용한 연소식 방법이 주로 이용되고 있는 것인바,The process gas decomposition method of such a scrubber system, a combustion type method using the nature of the process gas, that is, when the contact with the general air explosive reaction and burned by heating is mainly used,

이러한 연소식 방법은 공정챔버에서 연장된 배관 단부에 연소장치를 설치하는 것으로, 이와 같은 연소장치의 내부에는, 배관을 통해 유도되는 공정가스를 연소 분해하기 위한 히팅챔버 주위로 열량을 제공하는 히터가 내장 설치되어 있으며, 이 히터의 가열에 의해 연소되는 공정가스는 연소장치의 일측으로 연장 설치되는 다른 배관을 통해 유도되어 최종적으로 처리 배출되게 된다.The combustion method installs a combustion device at an end of a pipe extending from the process chamber. In the combustion device, a heater is provided to provide heat around a heating chamber for combustion decomposition of process gas introduced through the pipe. It is built-in, the process gas which is burned by the heating of the heater is guided through the other pipe extending to one side of the combustion apparatus is finally discharged to process.

이때 상술한 스크러버 시스템에 있어서, 연소장치 내부에 배관을 통해 유입되는 공정가스는 히터에 의해 열량이 제공되는 히팅챔버 내부를 통과하는 과정에서 연소되게되고, 공정가스가 연소되는 과정에서 연소 효율을 높이기 위해서는 공기 즉, 산소의 공급이 요구되며, 이러한 산소의 공급이 이루어질 경우 고농도의 공정가스는 연소시 산소와의 산화 반응에 의해 안전한 상태로의 변환을 기대할 수 있게 된다.At this time, in the above-described scrubber system, the process gas introduced through the pipe inside the combustion device is to be burned in the process of passing through the inside of the heating chamber that is provided by the heat amount by the heater, to increase the combustion efficiency in the process of burning the process gas In order to supply air, that is, oxygen, and when such oxygen is supplied, a high concentration of process gas can be expected to be converted to a safe state by an oxidation reaction with oxygen during combustion.

이때 상기 히팅챔버 내부를 통과하면서 히터에 의해 고온으로 가열되면서 산화반응되어 배출되는 공정가스에는 물과 일산화탄소(CO) 및 이산화탄소(CO₂)가 생성되게 되는데, 그 중 물은 수증기로 기화되어 자연 증발되게 되고, 이산화탄소는 규제치 미만으로 아주 적은 양이 생성되어 대기 환경오염에 큰 영향을 미치지 않아 별문제가 없으나 환경오염의 주범으로 작용하는 일산화탄소는 규제치 이상의 많은 양이 발생되어 공정가스 배출시 일산화탄소의 제거를 위한 고가의 장치 및 설비가 요구되는 문제가 있으며, 또한 히터에 의한 열에너지 사용 관계에 있어서도 공정가스의 연소효율을 높이기 위해 히팅챔버 내부의 온도를 고온으로 유지시켜야 하는 것인바, 이 경우 속이 빈 중공의 히팅챔버를 고온의 분위기로 유지하기 위해서는 히터로서 지속적으로 히팅챔버를 가열하여야 하는데 따른 열에너지의 낭비를 초래하게 되는 등의 문제가 있는 것이었다.At this time, water and carbon monoxide (CO) and carbon dioxide (CO ₂ ) are generated in the process gas that is oxidized and discharged while being heated to a high temperature by a heater while passing through the heating chamber, among which water is vaporized with water vapor and spontaneously evaporates. There is no problem because carbon dioxide is produced less than the regulated level and does not have a big influence on the air pollution. However, carbon monoxide, which acts as the main cause of environmental pollution, generates more than the regulated level. There is a problem that expensive equipment and equipment are required, and even in the relationship of using heat energy by the heater, the temperature inside the heating chamber must be maintained at a high temperature in order to increase the combustion efficiency of the process gas. In order to keep the heating chamber at high temperature, As a result, there was a problem such as causing a waste of thermal energy due to heating the heating chamber.

따라서 본 고안의 목적은, 상기와 같이 히팅챔버 내부를 통과하는 공정가스가 공기와 산화반응하면서 일산화탄소가 발생 배출될 뿐만 아니라 내부를 고온 분위기로 유지하기 위해 히터로서 지속적으로 가열시켜야만 하는 종래의 반도체장치 스크러버 시스템의 연소장치용 히팅챔버가 지닌 제반 문제점을 해결하기 위하여, 히팅챔버 내부에 촉매제나 담열체로 되는 매개체를 설치하는 것에 의해 공정가스가 공기와 반응하여 산화되는 과정에서 발생되는 일산화탄소를 촉매제나 담열체로 되는 매개체가 흡착처리되게 함으로써 일산화탄소의 대기중 배출을 막고 촉매제나 담열체로 되는 매개체에 의해 적은 열에너지만으로도 히팅챔버 내부를 장시간 동안 고온 분위기로 유지할 수 있게 하여 히팅챔버의 가열을 위한 에너지 절약도 기대할 수 있는 반도체 장치 스크러버 시스템의 연소장치용 히팅챔버를 제공함에 있다.Therefore, the object of the present invention, as described above, the process gas passing through the interior of the heating chamber is not only carbon monoxide is generated and discharged while oxidizing with air, but also must be continuously heated as a heater to maintain the interior in a high-temperature atmosphere In order to solve the problems of the scrubber heating chamber for the combustion device, the catalyst or the heat of carbon monoxide generated in the process gas is reacted with air and oxidized by installing the medium of the catalyst or the heat exchanger inside the heating chamber. It is possible to expect energy savings for heating the heating chamber by preventing the carbon monoxide from being released into the air by adsorbing the medium into the sieve, and maintaining the inside of the heating chamber in a high temperature atmosphere for a long time with only a small amount of heat energy. Peninsula It has a heating chamber combustion unit of the apparatus to provide a scrubber system.

도1은, 본 고안의 단면도1 is a cross-sectional view of the present invention

도2는, 본 고안에 의한 히팅챔버의 설치 사용 상태도2 is an installation and use state diagram of the heating chamber according to the present invention

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

1 : 히팅챔버 2 : 촉매제 3 : 히팅장치1: heating chamber 2: catalyst 3: heating device

4 : 단열부재 5 : 유입수단 6 : 배출수단4: insulation member 5: inflow means 6: outlet means

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 반도체장치 스크러버 시스템의 연소장치용 히팅챔버는, 반도체장치 제조공정에서 발생되는 공정가스 배출을 위해, 상측에는 유입수단(5)이 연결되고 하측으로는 배출수단(6)이 설치되며, 외면에는 히팅장치(3)와 단열부재(4)가 설치되는 히팅챔버(1)를 구성함에 있어서,The heating chamber for the combustion device of the semiconductor device scrubber system according to the present invention for achieving the above object, the inlet means 5 is connected to the upper side and the discharge means to the lower side for the process gas discharge generated in the semiconductor device manufacturing process (6) is installed, the outer surface in the configuration of the heating chamber (1) in which the heating device (3) and the heat insulating member (4) is installed,

상기 히팅챔버(1)의 내부에는 촉매제나 담열체 또는 전열체로 되는 매개체(2)를 설치하여서 되는 것을 특징으로 한다.In the heating chamber (1) is characterized in that the medium (2) made of a catalyst, heat shield or heat transfer body is provided.

이하 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도1은 본 고안에 의한 히팅챔버의 구성을 나타내는 단면도이고, 도2는 본 고안에 의한 히팅챔버의 설치 사용상태를 나타내는 일부단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the configuration of the heating chamber according to the present invention, Figure 2 is a partial cross-sectional view showing the installation and use state of the heating chamber according to the present invention.

상기한 매개체(2)는 촉매제나 담열체로 되는 것으로, 그 형태는 작은 직경의 구형 알갱이나 또는 판장의 부재를 다수적층하여 구성할수도 있으며, 그 재질에 있어서도, 파라듐(pd), 루테늄(Ru), 망간(Mu), 구리(Cu), 철(Fe) 또는 크롬(Cr) 중 어느하나의 재질로 이루어지는 것으로 히팅챔버(1)내에 당겨지는 상기 매개체(2)의 양은 히팅챔버(1)내부용적에 대해 대략 35∼40%정도 해당되는 양만큼 담겨지는 것이 바람직하다.The medium (2) is composed of a catalyst or a heat shield, and the form may be formed by stacking a plurality of small diameter spherical grains or plate members, and also in the material, palladium (pd) and ruthenium (Ru). ), Manganese (Mu), copper (Cu), iron (Fe), or chromium (Cr) of any one of the materials, the amount of the medium (2) pulled in the heating chamber (1) is inside the heating chamber (1) It is desirable to contain about 35-40% of the volume by volume.

상기와 같은 구성으로 되는 본 고안의 히팅챔버(1)의 실시 작동상태에 대해 설명한다.The working operation state of the heating chamber 1 of the present invention having the configuration as described above will be described.

본 고안의 히팅챔버(1)를 반도체장치 스크러버 시스템을 이루는 연소장치(a)의 유입수단(5)과 배출수단(6)사이에 위치되게 설치한 상태에서 연소장치(a)를 가동시키게 되면, 반도체장치 제조과정에 사용되는 각종 공정가스가 유입수단(5)을 통해 히팅챔버(1) 내부로 유입되게 되는데, 이때 상기 히팅챔버(1)는 그 외면에 설치된 히팅장치(3)에 의해 고온으로 가열되게 되어 히팅챔버(1) 내부로 유입되는 공정가스가 공기와 반응하면서 가열되게 된다.When the combustion chamber (a) is operated in a state in which the heating chamber (1) of the present invention is installed between the inlet means (5) and the outlet means (6) of the combustion device (a) forming a semiconductor device scrubber system, Various process gases used in the semiconductor device manufacturing process are introduced into the heating chamber 1 through the inlet means 5, wherein the heating chamber 1 is heated to a high temperature by the heating device 3 installed on the outer surface thereof. It is heated so that the process gas flowing into the heating chamber 1 is heated while reacting with air.

이때 가열되는 공정가스는 공기와 반응하는 과정에서 물과 일산화탄소 및 이산화탄소가 생성되게 되고, 이 과정에서 물은 수증기로 기화됨과 동시에 이산화탄소는 규제치 미만의 양이 생성되어 배출수단(6)을 통해 배출되게 되는데, 이때 물하고 이산화탄소와 함께 생성되는 일산화탄소는 히팅챔버(1) 내부에 일정량 담겨진 채 히팅장치(3)에 의해 지속적으로 가열되는 작은 알갱이 형태 또는 판형태로 되는 매개체(2)에 흡착되게 됨에 따라 공정가스가 히팅챔버(1) 내부에서 반응하는 과정에서 생성되는 일산화탄소는 배출수단(6)을 통해 전혀 외부로 배출되지 않게 되어 대기 환경을 오염시키는 것을 방지할 수 있게 된다.At this time, the heated process gas generates water, carbon monoxide and carbon dioxide in the process of reacting with air, and in this process, the water is vaporized into steam and at the same time, carbon dioxide is generated under the regulated value and discharged through the discharge means (6). In this case, the carbon monoxide produced together with the water and carbon dioxide is adsorbed to the medium (2) in the form of granules or plates continuously heated by the heating device (3) while being contained in a certain amount inside the heating chamber (1). Carbon monoxide generated in the process of the process gas is reacted in the heating chamber (1) is not discharged to the outside at all through the discharge means 6 can be prevented to pollute the atmospheric environment.

이때 판형태로 되는 상기 매개체(2)는 원형이나 다각형의 판형상을 갖도록 되는 것으로 그 형태를 특정하는 것은 아니다.At this time, the medium (2) in the form of a plate is to have a plate shape of a circular or polygonal shape is not specified.

또한 상기 히팅챔버(1) 내부에 담겨진 일정량의 매개체(2)의 존재에 의해 히팅장치(3)에 의한 같은 열량만으로도 히팅챔버(1) 내부를 더욱 더 오랜 시간동안 고온상태로 유지할 수 있게 되어 공정가스의 반응처리를 위한 고온 분위기의 유지가 용이할 뿐만 아니라 히팅챔버(1)의 가열을 위한 에너지의 낭비를 막을 수 있게 되는 부수적인 효과도 기대할 수 있게 된다.In addition, due to the presence of a certain amount of the medium (2) contained in the heating chamber (1) it is possible to maintain the inside of the heating chamber (1) at a high temperature for a longer time even with the same amount of heat by the heating device (3) Not only the maintenance of the high temperature atmosphere for the reaction treatment of the gas is easy but also the side effect of preventing the waste of energy for heating the heating chamber 1 can be expected.

상기 구성에 있어서, 본 고안의 히팅챔버(1) 내부에 담겨지는 매개체(2)의 종류나 입자크기와 재질 및 형태, 그리고 히팅챔버(1) 내부용적에 대해 담겨지는 본 예에서 설명하고 도시한 것으로 특정하는 것 아니며, 본 고안의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.In the above configuration, the type and particle size and material and shape of the medium (2) contained in the heating chamber (1) of the present invention, and the present example contained in the heating chamber (1) internal volume described and illustrated Of course, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 고안장치 스크러버 시스템의 연소장치용 히팅챔버에 의하면, 반도체장치 제조공정에 사용되는 각종 공정가스가 공기와 반응하는 상태에서 가열되어 처리되는 히팅챔버의 내부에 일정크기의 직경을 갖는 촉매제를 일정량 담아 설치함으로써, 공정가스가 가열 반응되는 과정에서 발생되는 유독물질인 일산화탄소를 촉매제가 흡착 포집하도록 하는 것에 의해 공정가스의 배출에 따른 환경오염을 막고, 히팅챔버 내부의 온도를 매개체에 의해 고온상태로 지속시킬 수 있어 열에너지의 낭비를 막을 수 있게 되는 등의 유용한 효과를 제공한다.As apparent from the above description, according to the heating chamber for a combustion device of the apparatus scrubber system of the present invention, a certain size is applied to the inside of the heating chamber that is heated and processed in a state in which various process gases used in the semiconductor device manufacturing process react with air. By installing a certain amount of catalyst having a diameter of 2, the catalyst absorbs and collects carbon monoxide, a toxic substance generated in the process of heating the process gas, thereby preventing environmental pollution due to the process gas discharge and preventing the temperature inside the heating chamber. It can be maintained at a high temperature state by the mediator to provide useful effects such as preventing the waste of thermal energy.

Claims

In order to discharge the process gas generated in the semiconductor device manufacturing process, the inlet means 5 is connected to the upper side and the discharge means 6 is installed on the lower side, the heating device 3 and the heat insulating member 4 on the outer surface In constructing the heating chamber (1) to be installed,

A heating chamber for a combustion device of a semiconductor device scrubber system, characterized in that the medium (2) is provided inside the heating chamber (1).

The method according to claim 1,

The medium (2) is a heating chamber for the combustion device of the semiconductor device scrubber system, characterized in that the catalyst or heat-resistant body.

The method according to claim 1 or 2,

The medium (2) is a heating chamber for the combustion device of the semiconductor device scrubber system, characterized in that the plate member or a spherical member.

The method according to claim 1,

The material of the medium (2) is a heating chamber for the combustion device of the semiconductor device scrubber system, characterized in that any one of palladium, ruthenium, manganese, copper, iron, chrome.

The method according to claim 1,

And the medium (2) is contained in an amount corresponding to 35 to 45% of the internal volume of the heating chamber (1).