KR200257601Y1 - 오염물 퇴적 및 부식에 강한 반도체 폐기 가스 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 반도체 폐기 가스 처리 장치는 오염물질의 퇴적 및 부식을 방지하는 기능을 가지며, 본 고안의 장치는 헤더(header)와, 폐기가스 처리 홈통(trough) 및 환형 안내부(guide annulus)를 포함한다. 본 고안의 장치는 헤더가 고온의 화염을 생성하여 촉매반응에 의해 폐기가스를 분해하고 환형 안내부와 폐기가스 처리용 홈통 간의 상호작용에 의해, 환형 수벽(annular water wall)이 폐기 가스 반응실의 내벽에 형성되어 분말(powder) 및 부식성 물질이 반응실의 벽과 접촉하는 것을 격리 및 방지하여, 반도체 폐기 가스 처리용 홈통 내에서의 오염물질의 퇴적 및 부식 현상이 제거될 수 있는 장점을 갖는다.

Description

오염물 퇴적 및 부식에 강한 반도체 폐기 가스 처리 장치{Semiconductor waste-gas treating apparatus being filth sedimentation- and erosion-proof}

본 고안은 오염물질의 퇴적 및 부식을 방지하는 기능을 갖는 반도체 폐기 가스 처리 장치에 대한 것이며, 본 고안의 장치는 폐기 가스 반응실의 내벽에 환형수벽을 형성하여 분말 및 부식성 물질이 반응실의 벽과 접촉하는 것을 방지하여, 반도체 폐기 가스 처리용 홈통 내에서 오염물질이 퇴적 및 부식하는 문제점을 해결할 수 있다.

독성 폐기 가스가 반도체 생산 공정에 도입되며, 폐기가스의 환경 오염과 공해를 피하기 위해, 폐기가스의 독성 성분은 이들을 배출하기 전에 제거하기 위해 여과되어야 함이 공지되어 있다.

업계에서 반도체 폐기 가스에 대한 바람직한 처리법은 고온으로 폐기가스의 독성 성분을 비독성 물질로 분해하는 폐기가스 처리용 홈통과, 이 폐기가스 처리용 홈통에 구비되어 독성 성분을 냉각하여 폐기가스를 방출용 비독성 물질로 변화시키기 위해 물로 용해시키는 물 분무 장치로 이루어진다.

종래기술에서는, 오염물질이 폐기가스 처리용 홈통의 파이프 벽에 고착(adhering)하는 것을 방지하기 위해, 스크레이퍼(scraper) 장치가 폐기가스 처리용 홈통에 구비되어 폐기가스 처리용 홈통이 막히는 것을 방지하기 위해 파이프 벽 상의 분말 퇴적물을 제거한다.

폐기가스가 고온 상태가 되면, 강한 부식성을 갖는 일종의 잔류 '불소(fluorine)' 물질을 제외한 대부분의 독성 성분은 비독성 성분으로 분해된다. 온도가 더 높아지면, '불소' 물질의 부식성질은 보다 강해지지만, 불소는 물에 용해될 수 있으며, 이는 파이프 벽을 부식하거나 심지어는 파손(breakage)하여 손상을 줄 수 있다.

또한, 12 인치 웨이퍼 반도체 생산시 생성되는 폐기가스는 8인치 웨이퍼 반도체 생산시보다 많은 플루오르클로로카바이드(fluorochlorocarbide)를 함유하며, 생성된 플루오르클로로카바이드가 효과적으로 제거될 수 없으면, 12인치 웨이퍼 반도체 제조시 생성된 폐기가스의 처리가 파이프 벽을 더 빈번하게 부식 및 파손하게 할 수 있다.

본 고안의 주 목적은 오염물질의 퇴적 및 부식을 방지하는 기능을 갖는 반도체 폐기가스 처리 장치를 제공하여 반도체 제조와 관련하여 폐기가스 처리용 홈통의 내벽에 오염물질이 퇴적 및 부식하는 문제점을 해결하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위해, 본 고안은, 헤더가 고온의 화염을 생성하여 폐기가스를 촉매반응식으로 환형 안내부와 폐기가스 처리용 홈통의 상호작용에 의해 분해하며, 환형 수벽이 폐기가스 반응실의 내벽 상에 형성되어 분말 및 부식성 물질이 반응실의 벽과 접촉하는 것을 격리 및 방지하여, 반도체 폐기가스 처리용 홈통에 오염물질이 퇴적 및 부식하는 현상이 제거될 수 있는 장점을 갖는다.

본 고안의 목적 및 장점은 첨부한 도면을 참조하여 하기의 상세한 설명으로부터 명백해진다.

도 1은 본 고안의 장치의 분해 사시도.

도 2는 본 고안의 헤더의 수소 분무 파이프의 단면도.

도 3은 본 고안의 헤더의 폐기 가스 전달 파이프의 단면도.

도 4는 본 고안의 폐기 가스 처리용 홈통의 부분 단면도.

도 5는 본 고안의 환형 안내부의 부분 단면도.

도 6은 본 고안의 사용예를 도시하는 부분 단면도.

도 7은 본 고안의 다른 실시예의 부분 단면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1: 헤더 2: 폐기가스 처리용 홈통

3: 환형 안내부 4: 물

우선 도 1을 참조하면, 본 고안의 오염물질 퇴적 및 부식 방지 기능을 갖는 반도체 폐기가스 처리 장치가 도시되며, 이 장치는 헤더(1; header), 폐기가스 처리용 홈통(2; waste gas treating trough), 환형 안내부(3; guide annulus)를 포함한다.

헤더(1)는 환형 안내부(3)에 구비되고 감지용 프로브(111; sensing probe)가 장착되는 센서 파이프(11)를 중앙에 구비하며, 센서 파이프(11)는 그 주위에 다수의 수소 분무 파이프(12)와 다수의 폐기가스 전달 파이프(14; 도 2 및 도 3 참조)를 구비한다. 수소 분무 파이프(12)는 외측의 수소 공급 파이프와 통하며 각각 그 전방 단부에 화염 분무 포트(121; fire spraying port)를 구비하며, 화염 분무 포트(121)는 그 옆에 점화봉(ignition rod)(13; 도 2에 도시됨)을 구비한다. 폐기가스 전달 파이프(14)는 반도체 폐기가스 배출 파이프와 통한다. 수소 분무 파이프(12)의 화염 분무 포트(121)는 점화봉(13)에 의해 점화되어 화염을 고온으로 분무하여, 폐기가스 전달 파이프(14)로부터 방출되는 폐기가스를 분해할 수 있다. 감지용 프로브(111)가 반응실(21) 내의 반응온도를 감지하기 위해 사용된다.

폐기가스 처리용 홈통(2)은 환형 안내부(3) 아래쪽에 장착되고, 그 중심에 반응실(21)을 가지며 이 반응실은 그 외측의 물 수용실(22; water receiving chamber)로 둘러싸이며, 이 물 수용실(22)은 물 흡입구(221)와 물 방출구(222; 도 4에 도시됨)를 구비한다. 물 방출구(222)는 물 수용실(22)의 하부에 위치되며, 물 흡입구(221)는 물 방출구(222) 위쪽에 위치된다. 물 수용실(22; 도 5에 도시됨)은 그 위쪽에 반응실(21)과 통하는 환형 방수로(223; annular spillway)를 구비한다. 감지용 프로브(224)가 물 수용실(22)에 들어가는 물(4)이 있는지를 검출하기 위해 환형 방수로(223)에 구비된다. 물 흡입구(221)를 경유해 물 수용실(22)에 멈추지 않고 물을 공급하여, 물(4)이 점진적으로 증가하여 물 수용실(22)의 상부의 환형방수로(223)로 상승한다. 환형 안내부(3)의 안내에 의해, 물(4)은 환형 방수로(223)에 원활하고 균일하게 분배되고, 환형 안내부(3)의 환형 하우징(31)과 반응실(21)의 벽(211) 사이에 형성된 갭(5)에 의해, 물(4)은 반응실(21)로 떨어져 반응실(21)의 벽(211)의 환형 수벽(41)을 형성할 수 있다(도 6에 도시됨).

환형 안내부(3)는 환형 하우징(31)의 상부에 환형 플랜지(32)를 구비하여 형성되고, 폐기가스 처리용 홈통(2)과 헤더(1)의 플랜지에 연결되어(도 1에 도시됨), 환형 안내부(3)의 환형 하우징(31)이 폐기가스 처리용 홈통(2)의 환형 방수로(223)의 개구에 장착되어(도 5에 도시됨) 반응실(21)의 벽(211)과 환형 안내부(3)의 환형 하우징(31) 사이의 갭(5)이 남게 된다. 폐기가스 처리용 홈통(2)과 헤더(1)의 플랜지와 환형 플랜지(32) 사이에 워셔(washer)가 각각 위치되어(도 1에 도시됨), 물 수용실(22)의 물(4)이 갭(5)을 통해 반응실(21)로 흘러들어가 반응실(21)의 벽(211)에 환형 수벽(41)을 형성할 수 있다(도 6에 도시됨).

사용시에, 물 흡입구(221)를 경유해 물 수용실(22)로 물을 멈춤없이 공급하여, 물(4)이 하부로부터 물 수용실(22)의 상부의 환형 방수로(223)로 점차적으로 상승한다. 감지용 프로브(224)가 물(4)이 전체 환형 방수로(223)에 들어가 균일하게 분배되고 갭(5)을 통해 반응실(21)로 들어가 반응실(21)의 벽(211)에 환형 수벽(41)을 형성하는 것을 검출하여(도 6에 도시됨), 수소 분무 파이프(12)의 화염 분무 포트(121)로부터 분무된 수소가 점화봉(13)으로 점화되어(도 2에 도시됨) 화염 분무 포트(121)로부터 고온의 화염이 분무된다.

반도체 폐기가스가 폐기 가스 전달 파이프(14)를 경유해 반응실(21)로 갈때(도 3 참조), 고온의 화염에 의해 촉매반응을 하여, 폐기가스의 대부분의 독성 성분이 연소 및 소멸되어, 독성 성분이 제거될 수 있다.

폐기가스가 고온의 화염에 의해 촉매반응한 후, 대부분의 독성 성분은 잔류 플루오르클로로카바이드를 제외하고는 비독성 물질로 분해되며, 이 잔류 플루오르클로로카바이드는 폐기 가스에 여전히 남고 반응하여 단일 플루오르화 가스(single fluorinated gas)가 될 수 있으며, 온도가 더 높아지면 이 단일 플루오르화 가스의 부식성이 더 강해진다. 단일 플루오르화 가스는 수용성(water dissolvable)이므로, 반응실(21)의 내벽(221) 상에 형성된 환형 수벽(41)이 불소(fluorine)를 반응실(21)의 내벽(221) 상에 고착하지 않고 물에 용해되게 할 수 있으므로, 반응실(21)의 내벽(221)이 부식하는 것을 방지할 수 있다.

반응실(21)의 내벽(221) 상에 형성된 환형 수벽(41)(도 6에 도시됨)은 폐기가스 내의 분말이 반응실(21)의 벽(211)에 고착하는 것을 방지할 수도 있어, 반응실(21)의 벽(211)에 오염물질이 퇴적하는 현상을 피할 수 있다. 환형 수벽(41)의 보호로, 반응실(21)의 벽(211)이 고온의 화염과 직접적으로 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 반응실(21)의 벽(211)의 열에 대한 내구성이 증가될 수 있다.

또한, 본 고안의 반응실(21)의 벽(211)은, 반응실(21)의 벽(211)을 확실하기 보호하기 위해 벽(211) 상에 형성된 환형 수벽(41)이 벽(211)을 따라 하향으로 그 두께가 점차적으로 증가될 수 있도록 각도 θ를 갖는 원추형 형상을 갖도록 이루어질 수 있다(도 7에 도시됨).

결론적으로, 본 고안의 오염물질 퇴적 및 부식 방지 기능을 갖는 반도체 폐기가스 처리 장치는 분말이 퇴적되는 것을 확실하게 방지하고, 폐기가스 처리용 홈통의 파이프 벽이 폐기가스에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있고, 반응실의 열에 대한 내구성을 증가시킬 수 있다. 지금까지 신규하고 개선된 본 고안을 설명하였으며, 신규한 것으로서 본 출원인이 청구하며 한국특허(Letters Patent of Korea)로 보호받고자하는 것은 하기와 같다.

Claims (8)

1. 헤더, 폐기가스 처리용 홈통, 환형 안내부를 포함하며, 폐기가스 처리용 홈통이 상기 헤더 아래쪽에 장착되고 반응실의 중심과 동심관계인, 오염물질의 퇴적 및 부식을 방지하는 기능을 갖는 반도체 폐기가스 처리장치에 있어서,

   상기 반응실은 그 외측이 물 수용실에 의해 둘러싸이며, 상기 물 수용실은 그 상부에 상기 반응실과 통하는 환형 방수로를 구비하며, 상기 환형 안내부는 상기 환형 방수로에 장착되며, 상기 환형 안내부의 안내에 의해 물이 상기 환형 방수로에 원활하고 균일하게 분배되고 상기 반응실에 물이 점적하여(spill) 상기 반응실의 벽 상에 환형 수벽을 형성하는 반도체 폐기가스 처리장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 물 수용실은 물 흡입구와 물 배출구를 구비하는 반도체 폐기가스 처리장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   감지용 프로브가 상기 환형 방수로에 구비되어 상기 물 수용실로 들어가는 물이 있는지를 검출하는 반도체 폐기가스 처리장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 헤더는 반응실의 반응온도를 감지하는데 사용되는 감지용 프로브를 구비하는 반도체 폐기가스 처리장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 감지용 프로브는 수소와 반도체 폐기가스를 전달하기 위한 다수의 폐기가스 전달 파이프와 다수의 수소 분무 파이프를 그 주위에 구비하는 반도체 폐기가스 처리장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 수소 분무 파이프는 화염 분무 포트를 그 전방 단부에 각각 구비하는 반도체 폐기가스 처리장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 환형 방수로는 감지용 프로브를 구비하지 않는 반도체 폐기가스 처리장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 환형 안내부는 그 상부에 환형 플랜지를 구비하는 반도체 폐기가스 처리장치.