KR20030091218A - 폐가스 처리용 습식 전처리 장치 및 그 전처리 방법 - Google Patents

폐가스 처리용 습식 전처리 장치 및 그 전처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 또는 LCD 제조 공정시 배출되는 폐가스를 안전하고 효율적으로 처리하기 위한 폐가스 처리용 습식 전처리 장치 및 그 습식 전처리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 폐가스 처리용 습식 전처리 장치는 상기 폐가스가 유입되는 폐가스 인입구; 상기 폐가스와 반응하는 반응제를 미세 액적화 하는 미세 액적 발생기; 상기 미세 액적 발생기에 의해 미세 액적화된 상기 반응제가 유입되는 반응제 인입구; 상기 폐가스와 상기 미세 액적 발생기에 의해 미세 액적화된 상기 반응제가 서로 접촉하여 반응하는 반응부; 상기 반응부에서 상기 폐가스와 상기 미세 액적 발생기에 의해 미세 액적화된 상기 반응제가 반응하여 습식 전처리 되는 폐가스를 배출하는 배출구; 및 상기 반응부에서 상기 폐가스와 상기 미세 액적 발생기에 의해 미세 액적화된 상기 반응제가 반응하여 생성되는 오염 물질을 유출하는 배수구를 포함하는 것을 특징으로 한다. 특히, 본 발명의 습식 전처리 장치는 싸이크론 효과를 이용하여 폐가스를 효율적으로 정화 처리하는데 그 특징이 있다.

Description

폐가스 처리용 습식 전처리 장치 및 그 전처리 방법{WET PRE-TREATMENT APPARATUS AND METHOD FOR TREATING AN EFFLUENT GAS}
본 발명은 반도체 또는 LCD 제조 공정시 배출되는 폐가스 처리용 습식 전처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 예를 들어, 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition, CVD),저압 CVD, 플라즈마 화학 기상 증착(Plasma Enhanced CVD, PECVD) 및 플라즈마 에칭(Plasma Etching)과 같은 반도체 또는 LCD 제조 공정에서는 다량의 실란(SiH4), 아르신(AsH3), 포스핀(PH3), 디보린(B2H6), TEOS(tetraethoxylsilan, Si(OC2H5)4), 암모니아(NH3), 클로린(Cl2), 보론 트리클로라이드(BCl3), 육불화황(SF6) 및 육불화에탄(C2F6) 성분 등을 함유한 각종 유해성 부식성 또는 인화성 가스가 사용된다. 그러나, 이러한 가스들은 공정 진행 중 소량만이 반응하여 기상 증착 과정에 기여하고 나머지 대부분은 그대로 배출된다. 이렇게 반도체 또는 LCD 제조 공정시 그대로 배출되는 발생되는 폐가스에는 상기의 물질이 비교적 고농도로 함유되어 있는데, 공기 오염을 방지하기 위해 상기의 물질을 제거하여 대기 중으로 폐가스를 배출하도록 법적으로 의무화 되어 있다. 즉, 폐가스를 그 유해 물질의 함량이 허용 농도 이하로 되도록 정화 처리 과정을 거쳐서 대기 중으로 배출하여야 할 필요성이 있다.
특히, 반도체 또는 LCD 제조 공정에서 메인 CVD 챔버 세척시 필수적으로 사용되는 육불화에탄(C2F6), 사불화메탄(CF4), 삼불화질소(NF3) 및 삼불화메탄(CHF3) 등의 PFC(perfluorocompound) 가스는 적외선을 흡수하기 때문에 지구 온난화 지수(global warming potential)가 매우 높고 대기 중에서 잔존 시간이 매우 긴 물질로, 이러한 PFC 가스의 방출을 줄이는 것이 반도체 또는 LCD 산업의 주요한 문제점이 되고 있다. 그런데, 이러한 PFC 가스량의 대부분은 반도체 또는 LCD 제조 공정 중 CVD 챔버의 세척시 사용되므로, 이 세척 가스의 처리가 PFC 가스의 방출을 줄이는데 있어서의 관건이 되고 있다. 따라서, C2F6가스와 같은 PFC 가스와 연관된 문제점을 해결하기 위해 이를 대체할 만한 새로운 CVD 챔버 세척용 가스가 등장하게 되었는데 그것이 바로 NF3가스이다. NF3가스는 챔버 세척시의 NF3이용 효율(utilization efficiency)이 현격하게 높고, 챔버 세척시 생성되는 PFC 부산물이 적다는 장점을 가지고 있다. 최근에, 리모트 NF3챔버 세척(remote NF3chamber cleaning) 방법을 사용하면, 종래의 방법에 비해 NF3이용 효율이 더욱 높아지고, PFC 가스의 방출도 훨씬 줄일 수 있다고 알려짐으로써, 챔버 세척 가스로서의 NF3에 대한 관심은 날로 높아지고 있다. 아울러, 반도체 제조뿐만 아니라 최근 생산 규모가 급격하게 팽창하고 있는 LCD 산업을 고려하면, CVD 챔버 세척 가스로서의 NF3가스의 사용량은 더욱 증가할 것이고, NF3의 효율적인 처리가 아주 중요한 문제로 대두될 것으로 예상된다. 결국, 메인 챔버 세척시 실제로 사용되는 가스는 NF3가스에서 분해되는 F나 F2가스와 같은 부식성 가스이고, NF3가스는 그 이용 효율이 매우 높아 그 대부분이 분해된다는 점을 고려할 때, 결국 F나 F2가스와 같은 부식성 가스의 효율적인 처리 여부가 폐가스 처리 장치의 정화 성능을 좌우한다고 볼 수 있다.
상기의 목적으로 흔히 사용되는 폐가스 정화 처리 방식에는 크게 다음의 세가지가 있다. 첫 번째는 주로 수용성 성분을 함유한 폐가스를 물에 용해하여 처리하는 습식 방법이며, 두 번째는 가연성 성분을 함유한 가스를 연소실에서 고온에서 분해, 반응 또는 연소시키는 연소 방법이며, 세 번째로는 폐가스 중에 함유되어 있는 연소되지 않거나 물에 녹지 않는 성분을 흡착제에 물리적 또는 화학적으로 흡착시켜 제거하는 흡착 방법이 있다. 그러나, 실제로 보편적으로 쓰이는 폐가스 처리 장치에는 위 세가지 방식 중 하나를 사용하기 보다는 안정성 및 경제성 등을 고려하여 연소 방법과 습식 방법 또는 흡착 방법을 혼합한 방식이 주로 채택되고 있다. 특히, 효율적인 폐가스의 정화 처리를 위하여 습식 방법과 연소 방법을 혼합한 폐가스 처리 장치(이하 연소-습식 폐가스 처리 장치라고 함)가 많이 사용되고 있다.
연소-습식 폐가스 처리 장치에서는, 폐가스를 직접 연소 챔버로 유입, 연소시켜 이를 직접 산화시키고, 연소 처리된 페가스에 물을 분사시켜, 연소 과정에서 생성된 실리콘 산화물 같은 파우더를 분리시킴과 동시에 수용성 성분도 제거하는 방식으로 폐가스를 정화 처리한다. 그러나, 연소-습식 폐가스 처리 장치에서도 다른 방식의 폐가스 처리 장치와 마찬가지로 파우더 클로깅(powder clogging) 및 부식 문제가 여전히 존재한다. 즉, CVD 챔버로부터 배출되는 폐가스가 그대로 폐가스 처리 장치에 유입되면 폐가스에 포함되어 있는 미세 파우더가 연소 챔버나 배관 또는 덕트 등의 내벽에 점진적으로 부착됨으로써 파우더 클로깅 현상이 발생한다. 파우더 클로깅 현상이 발생함으로써 폐가스 처리 장치는 보수를 자주 해야 하며 이로 인해 폐가스 처리 장치의 수명을 단축시키는 문제점이 있다. 또한, 폐가스 내에 포함되어 있는 F2같은 부식성 가스가 습기에 의하여 배관 또는 덕트 등의 내벽에 쉽게 고착되어 내벽을 부식시킴으로써 폐가스 처리 장치의 수명을 단축시키게 된다. 폐가스 처리 장치의 보수 주기 또는 수명은 반도체 또는 LCD의 제조 단가와 직접적인 관련이 있다. 따라서, 이러한 문제점들을 보완하기 위하여, 폐가스 처리 장치에 폐가스가 유입되기 이전에 폐가스에 함유되어 있는 부식성 가스나 미세한 파우더를 미리 제거해 주는 역할을 하는 습식 전처리 장치를 폐가스 처리 장치 선단에 설치하는 개념이 도입되었다.
습식 전처리 장치를 채용한 폐가스 처리 장치에 대한 종래 기술로서는 미국 특허 제5,649,985호와 제5,955,037호가 있다. 미국 특허 제5,649,985호는 반도체 제조 장치로부터 발생되는 배기 가스의 유해 물질을 제거하는 장치에 대한 발명으로서, 가열 수단 전에 습식 스크러빙(wet scrubbing)에 의해 반도체 제조 장치로부터 발생되는 배기 가스에 포함되어 있는 수용성 성분, 가수 분해될 수 있는 성분 및 분진 중 적어도 어느 하나를 제거하기 위한 목적으로 설치되는 습식 전처리 수단에 대하여 개시하고 있다. 여기서, 습식 전처리 수단은 벤츄리(venturi) 방식을 사용하는데, 이 방식은 통상적으로 배기 가스가 통과하는 단면을 좁게(벤츄리 목부) 하여 유속을 빠르게 한 후 세정수를 고속으로 분사시켜 입자를 제거하는 습식 집진 방식이다. 미국 특허 제5,649,985호에서는 스프레이 타우어 방식과 벤츄리 방식을 혼합한 형태의 습식 전처리 수단에 대해 개시하고 있다. 습식 전처리 수단에 유입된 배기 가스는 스프레이 노즐에 의해 분사된 고압의 물 입자에 의해 세정되는데, 분사된 물 입자가 벤츄리 목부를 고속으로 통과하도록 압축된다는 점, 물 입자와 배기 가스의 흐름 방향이 서로 순방향인 점을 고려하면, 배기 가스와 물 입자 사이의 효율적인 접촉이 형성된다. 이러한 접촉에 의해, 배기 가스 중의 수용성 성분, 가수 분해될 수 있는 성분 및 분진 등이 가수분해 또는 용해 등의 과정을 통해 제거된다. 이 방식은 스프레이 타우어 방식에 벤츄리 방식을 혼합한 것이기 때문에 배기 가스의 처리 효율이 매우 높다는 장점이 있으나 벤츄리 목부에서의 물 입자 및 배기 가스의 고속 흐름에 의해 압력 강하가 일어나는 단점이 있다. 습식 전처리 수단 내에서의 급격한 압력 강하는 후속 수단인 산화 챔버에서 열 분해된 배기가스가 챔버 외부로 배출되는 것을 방해하는 문제점을 야기시킨다. 실제로 미국 특허 제5,649,985호에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 배기 팬(exhaust fan)을 이용하여 열 분해된 가스를 챔버 외부로 배출시키는 방법을 사용하나, 이러한 배기 팬 설치 자체가 추가적인 구성 요소로 가스 스크러버의 설치 단가를 상승시킨다.
미국 특허 제5,955,037호는 반도체 제조시 배출되는 폐가스 처리 시스템에 대한 발명으로서, 폐가스에 함유된 미세 입자나 산성 가스가 산화 챔버로 들어가기 전에 미리 제거하기 위한 목적으로 설치되는 습식 전처리 유닛에 대하여 개시하고 있다. 여기서, 습식 전처리 유닛은 습식 스프레이 타우어 방식을 사용하는데, 이 방식은 통상적으로 액적, 액막, 기포 등을 배출 가스의 입자에 부착하여 입자 상호 간의 응집을 촉진시켜 입자를 분리ㆍ제거시키는 습식 집진 방식이다. 미국 특허 제5,955,037호의 습식 전처리 방식은 습식 전처리 유닛의 상부에 설치된 미세 분말노즐에 의해 물을 미세 액적으로 만들어 아래 방향으로 분사하고, 동시에 폐가스가 습식 전처리 유닛의 하부에 설치된 인입구를 통하여 습식 전처리 유닛에 유입되어 윗 방향으로 이동하도록 하여, 그 과정에서 물 입자와 폐가스가 서로 접촉됨으로써 폐가스 중의 미세 입자나 산성 가스를 제거하는 방식이다. 이 방식은 설치 및 유지ㆍ관리 비용이 저렴하고 유지ㆍ보수가 용이하며, 압력 손실이 작다는 장점이 있으나, 물 입자의 분사 방향과 폐가스의 이동 방향이 서로 반대이므로 물 입자와 폐가스의 접촉 시간이 짧아져서 폐가스 처리 효율이 떨어진다는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 반도체 또는 LCD 제조 공정시 발생하는 공정 폐가스를 안전하고 효율적으로 정화 처리하기 위한 폐가스 처리용 습식 전처리 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 반도체 또는 LCD 제조 공정시 발생하는 공정 폐가스 중 물에 용해되거나 분해되는 가스를 미리 처리하여 폐가스 처리 장치의 폐가스 처리 부담을 덜어주기 위한 폐가스 처리용 습식 전처리 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 반도체 또는 LCD 제조 공정시 발생하는 미세 입자를 미리 처리하여 폐가스 처리 장치에서의 파우더 클로깅 현상을 억제하기 위한 폐가스 처리용 습식 전처리 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 반도체 또는 LCD 제조 공정에서 메인 챔버 세척시발생하는 F2를 포함하는 부식성 가스 또는 화학종을 미리 처리하여 폐가스 처리 장치의 부식 가능성을 최소화하기 위한 폐가스 처리용 습식 전처리 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 암모니아를 이용하는 반도체 또는 LCD 제조 공정시 발생하는 다량의 질소 가스 유입으로 인하여 폐가스 처리 장치에서의 질소 화합물의 발생을 억제하기 위한 폐가스 처리용 습식 전처리 장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 싸이크론 효과를 이용한 습식 전처리 장치의 제공과 이러한 습식 전처리 장치를 이용하여 반도체 또는 LCD 제조 공정시 배출되는 폐가스 중의 수용성 물질이나 미세한 파우더를 효율적으로 미리 처리하는 방법의 제공에 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 폐가스 처리용 습식 전처리 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐가스 처리용 습식 전처리 장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폐가스 처리용 다중 습식 전처리 장치의 구성도.
도 4는 본 발명의 효과를 설명하기 위한 표로서 습식 전처리에 의해 암모니아 가스의 제거 효율이 80%까지 달성될 수 있음을 나타내는 그래프.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10: 폐가스 처리용 습식 전처리 장치
11: 폐가스 인입구
12: 반응제 인입구
15: 미세 분사 노즐
16: 미세 액적화된 반응제
17: 원통형부 외통
18: 원추형부 외통
19: 내통
20: 반응부
21: 배출구
23: 습도 저감부
24: 보온기
25: 가압기
30: 폐가스 처리용 습식 전처리 장치
31: 배수구
32: 전배수고
33: 수위 유지기
34: 수위 유지선
36: 전배수고용 가압기
40: 폐가스 처리용 다중 습식 전처리 장치
이하, 본 발명의 실시예에 따른 폐가스 처리용 습식 전처리 장치와 이를 이용한 습식 전처리 방법을 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1에 본 발명의 한 실시예에 따른 폐가스 처리용 습식 전처리 장치의 구성도를 나타내었다. 본 발명의 폐가스 처리용 습식 전처리 장치(10)는 폐가스가 유입되는 폐가스 인입구(11), 폐가스 처리용 반응제가 유입되는 반응제 인입구(12), 싸이크론(cyclone) 방식을 이용하여 폐가스를 습식 전처리 하도록 설계된 반응부(20), 전처리된 폐가스가 배출되는 배출구(21) 및 오염 물질이 유출되는 배수구(31)를 그 주요 구성 부분으로 하고 있다.
본 발명의 습식 전처리 장치의 반응부(20)는 싸이크론 효과를 얻기 위하여 유체의 선회류(旋回流)에 의해 생기는 원심력을 이용하여 기체 속에 현탁해 있는 고체입자 또는 액적 등을 분리하도록 설계되어 있는데, 이러한 설계 방식을 따르면 습식 전처리 장치 내부를 반도체 또는 LCD 제도 공정시 배출된 폐가스가 선회류하여 원심력이 발생할 수 있는 구조로 되어 있기 때문에, 반응제를 분사시켜 폐가스 중의 수용성 물질이나 미세한 파우더 등을 제거할 수 있게 된다.
반응부(20)는 내통(19) 및 외통으로 구성되는데, 외통은 원통형부(17) 및 원통형부(17)로부터 아래로 연장되는 원추형부(18)로 구성된다. 이러한 구성으로 인해, 외통의 전체 외관은 병을 뒤집어 놓은 것과 같은 형상이 되며, 원통형부(17)와 원추형부(18)가 접하는 곳으로부터 외통의 하단 방향으로 외통의 반경이 점점 감소하게 된다. 원통형부(17) 상단에는 외통-내통 연결부(17a)가 설치되고 원추형부(18)의 하단에는 배수구(31)가 설치된다. 원통형부(17)와 원추형부(18)로 이루어지는 외통의 전체 길이는 싸이크론 효과를 이용하여 폐가스와 반응제와의 접촉 가능성을 증대시킨다는 관점에서 길수록 좋으나, 싸이크론의 최적 치수를 따르는 것이 바람직하다. 내통(19)의 전체 외관은 일반적인 깔대기 형상으로, 내통(19)은 내통(19)의 상단에서 하단으로 갈수록 그 상단의 반경이 유지되다가 점진적으로 감소되는 목 부위를 형성하며, 목 부위 이후부터 하단까지의 반경은 일정한 구조로 되어 있다. 내통(19)의 상단에는 배출구(21)가 설치되고 내통(19)의 목 부위 밑에는 내통-외통 연결부(19a)가 설치된다. 내통의 하단은 외통의 원통형부(17)의 하단 부근까지 연장되도록 하는데, 이는 미세 분사 노즐(15)에 의한 반응제의 분사 폭이 반응부(20)의 길이 방향으로 상당히 넓기 때문에, 최종적으로 전처리된 폐가스가 배출구(21)로 배출되기 전에 반응제와 다시 접촉하지 않도록 내통(19)을 제조할 필요가 있기 때문이다. 외통-내통 연결부(17a)와 내통-외통 연결부(19a)가 서로 접합됨으로써 내통(19)과 원통형부(17)와 원추형부(18)로 이루어진 외통이 연결되어 반응부(20)를 구성한다.
반응부(20)의 원통형부(17) 외벽에는 폐가스 인입구(11)가 설치된다. 이 때, 폐가스의 유입 방향이 원통형부(17) 외벽에 접선 방향이 되도록 폐가스 인입구(11)가 설치된다. 반응부(20)의 원통형부(17) 외벽에는 반응제 인입구(12)도 설치되는데, 폐가스 인입구(11)와 마찬가지로 반응제의 유입 방향이 원통형부(17) 외벽에 접선 방향이 되도록 한다. 아울러, 폐가스 유입 방향과 반응제 유입 방향이 서로 순방향을 이루도록 폐가스 유입구(11)과 반응제 유입구(12)가 설치된다. 이러한 구조로 인하여, 원통형부(17) 외벽에 접선 방향으로 유입되는 폐가스와 반응제가 서로 순방향을 이루면서 모두 원통형부(17) 및 원추형부(18) 내면을 따라 회전 하강함으로써 싸이크론 효과를 극대화 할 수 있다. 반응제 인입구(12)는 폐가스 인입구(11) 보다 윗 쪽에 설치되는데, 이는 반응제의 유입이 유입된 폐가스의 윗 쪽에서 이루어지도록 하여 폐가스의 정화 처리 효율을 보다 향상시키기 위함이다.
반응제 인입구(12)에 미세 분사 노즐(15)이 장착된다. 반응제를 미세 액적화 하기 위해 본 발명의 습식 전처리 장치(10)에서 사용되는 미세 분사 노즐(15)은 직접 가압 방식으로 두 개의 주입구가 연결되어 있다. 이들은 각각 가스주입구(13)와 반응제 주입구(14)로서, 각 주입구 앞 쪽에는 가스 주입구용 밸브(13a)와 반응제 주입구용 밸브(14a)가 장착된다. 미세 분사 노즐(15)의 선단은 반응제 인입구(12)를 관통하게 되어 있어 미세 액적화된 반응제가 반응부(20) 내로 분사되어 유입된다. 도 1의 16은 이러한 미세 분사 노즐(15)에 의해 미세 액적화된 반응제를 나타낸 것이다.
반응부(20)의 내통(19) 상단에 설치된 배출구(21)의 윗 쪽으로 습도 저감부(23)가 설치된다. 반응부의 내통(19)과 습도 저감부(23)는 배출구(21)와 습도 저감부(23) 하단에 설치된 습도 저감부 인입구(22)를 접합함으로써 연결된다. 습도 저감부(23)는 배출구(21)와 폐가스 처리 장치를 연결하는 원통형의 배관이며, 습도 저감부(23)의 외벽 전체에는 보온기(24)가 장착되어 외벽 전체를 균일하게 가열하도록 한다. 습도 저감부(23)의 소정의 위치에는 가압된 가스가 습도 저감부(23)의 외벽을 관통하여 습도 저감부 내로 유입되도록 하는 가스 가압기(25)가 장착된다. 여기서, 소정의 위치는 가스 가압기(25)에서 가압된 가스가 습도 저감부(23) 내로 유입되면서 그 유입 방향이 폐가스 처리 장치의 인입구 쪽을 향하도록 하는 위치를 의미한다. 가스 가압기(25)에는 가압기용 가스 주입구(26)와 이와 연동되는 밸브(26a)가 장착되어 있다. 참고로, 본 명세서에서는 간결한 도면의 표시를 위하여 폐가스 처리 장치 인입구, 폐가스 처리 장치 및 배수고는 도시하지 않았다.
아울러, 본 발명의 페가스 처리용 습식 전처리 장치(10)에서 부식성이 있는 페가스와 접촉되는 부분 및 배관 등은 부식 방지를 위하여 폴리머로 코팅이 되어있어야 하며, TeflonTM과 같은 불소 수지 물질로 코팅하는 것이 더 바람직하다.
상기의 실시예에 따른 본 발명의 습식 전처리 장치(10)를 이용한 폐가스의 습식 전처리 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 반도체 또는 LCD 제조시 발생하는 폐가스가 폐가스 인입구(11)를 통하여 본 발명의 습식 전처리 장치(10)에 유입되는데, 원통형부(17) 외벽의 접선 방향으로 유입된다. 이렇게 유입된 폐가스는 원통형부(17)과 원추형부(18)의 내면을 따라 회전 하강한다. 한 편, 폐가스 인입구(11)로 유입된 폐가스와 반응하기 위한 반응제가 원통형부(17)의 외벽에 설치된 반응제 인입구(12)를 통하여 습식 전처리 장치(10)에 유입되는데, 이 역시 원통형부(17) 외벽의 접선 방향으로 유입된다. 또한, 본 발명에서는 반응제 흐름의 방향이 폐가스 흐름 방향에 순방향이 되도록 반응제가 유입된다. 반응제 인입구(12)를 통해 유입된 반응제는 폐가스와 마찬가지로 원통형부(17)와 원추형부(18)의 내면을 따라 회전 하강하는데, 이 회전 하강 과정 중에 폐가스와 접촉함으로써 서로 반응하게 된다. 이러한 폐가스와 반응제가 서로 접촉하여 반응하는 곳이 습식 전처리 장치(10)의 반응부(20)이다. 습식 전처리 장치에서의 폐가스의 처리 효율을 향상시키기 위해서는 폐가스와 반응제가 서로 접촉하는 시간을 증가시킬 필요성이 있다. 이를 위해서 본 발명에서는 싸이크론 방식을 이용한 것이다. 즉, 싸이크론 효과에 의해, 폐가스와 반응제가 같이 원통형부(17)와 원추형부(18)의 내면을 따라 회전 하강하기 때문에 서로 접촉하는 시간이 증가하고, 또한 본 발명은 반응부(20) 내에서 반응제의 흐름이 폐가스의 흐름에순방향을 유지하도록 하여 싸이크론 효과의 극대화가 일어나도록 하였다.
싸이크론 방식을 채용한 본 발명의 습식 전처리 장치(10)는 종래 기술인 스프레이 타우어 방식(미국 특허 제5,955,037호)이나 벤츄리 방식(미국 특허 제5,649,985호)을 채용한 습식 전처리 장치와 비교하면 다음과 같은 장점이 있다. 본 발명의 싸이크론 방식이 스프레이 타우어 방식과 비교해서는 폐가스의 처리 효율이 현격히 높다. 미국 특허 제5,955,037호에 개시되어 있는 스프레이 타우어 방식의 습식 전처리 장치에서는 폐가스의 흐름에 대한 반응제의 흐름이 순방향이 아닌 관계로 폐가스와 물 입자와의 접촉 시간이 아주 짧기 때문에 폐가스의 처리 효율이 매우 낮다. 또한, 미국 특허 제5,649,985호에 개시되어 있는 벤츄리 방식의 습식 전처리 장치에서는 폐가스의 흐름에 대한 반응제의 흐름이 순방향이고 반응제가 벤츄리 목부를 통과할 때 고속으로 압축된다는 점을 고려하면, 본 발명과 비교하여 폐가스의 처리 효율은 높다고는 할 수 있으나, 이 방식은 압력 강하가 매우 크다는 단점이 있다. 통상적으로 벤츄리 방식은 스프레이 타우어 방식보다 압력 강하가 10 배정도 큰 것으로 알려져 있다. 이에 반하여, 본 발명의 습식 전처리 장치는 싸이크론 방식을 채용하고 있어 압력 강하가 벤츄리 방식보다 적게 일어나기 때문에, 미국 특허 제5,649,985호에서와 같이 압력 강하 문제를 해결하기 위한 부가적인 배기 팬을 설치할 필요도 없다.
폐가스의 처리 효율을 높이기 위해서 본 발명의 습식 전처리 장치(10)에서는 미세 액적 발생기로서 미세 분사 노즐(15)을 사용하였다. 폐가스와 반응하는 반응제는 미세 분사 노즐(15)에서 미세 액적(16)으로 만들어져 반응제 인입구(12)를 통하여 반응부(20)로 분사된다. 습식 전처리 장치에서의 폐가스의 처리 효율은 폐가스와 반응제의 접촉 면적 및 반응제의 온도에 의해 주로 결정되기 때문에, 반응제가 미세 액적으로 분사되어 폐가스와 반응하면 다음과 같은 이유로 폐가스의 처리 효율이 향상된다. 첫째로, 반응제가 미세 액적화 되면 반응제의 총 표면적이 증가하여 그 만큼 폐가스와 접촉 가능성 및 접촉 면적이 증대될 것이다. 실제로 일반 중성수를 반응제로 사용한 경우에, 미세 분자 노즐(15)에 의해 일반 중성수는 50㎛ 이하의 크기가 주가 되는 미세한 액적으로 분사되는데 이 수치는 기존의 방법의 경우 입자의 크기가 500㎛ 정도인 것과 비교하면 10 배정도 그 크기가 작아진 것이다. 둘째로, 미세 분사 노즐에 의해 반응제를 미세 액적화 하는 과정은 유사 단열 팽창(pseudo-adiabatic expansion) 과정으로 볼 수 있다. 따라서, 반응제가 미세 액적화 되는 과정에서 반응제의 온도가 감소되어 폐가스 중의 처리하고자 하는 수용성 물질의 반응제에 대한 용해도가 증가할 것이다. 일반적으로 액상에 대한 가스의 용해도는 온도가 낮을수록 증가하기 때문이다.
반응제는 반응제 주입구(14)를 통하여, 질소 가스는 가스 주입구(13)를 통하여 미세 분사 노즐(15)에 주입되며, 질소 가스의 유량에 의해 반응제가 직접 가압 방식의 미세 분사 노즐(15)에서 미세 액적(16)으로 만들어져 반응제 인입구(12)를 통하여 반응부(20)로 원형 안개 형태로 분사된다. 본 발명의 폐가스 처리용 습식 전처리 장치에서 사용되는 반응제는 일반 중성수, 시수(city water), 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼슘(CaOH2) 등의 화학 물질의 희석액 및전해수(electrolyzed water) 등을 포함할 수 있으며, 이하에서는 반응제로서 일반 중성수를 사용한 경우로 본 발명을 설명한다.
가스 주입구(13)로 주입되는 질소 가스의 유량은 대략 5 내지 20lpm의 범위가 적당하나, 대략 10 내지 20lpm의 범위가 더 바람직하다. 액체 주입구(14)로 주입되는 반응제인 일반 중성수의 유량은 대략 100 내지 300cc/min의 범위가 적당하나, 대략 200 내지 300cc/min의 범위가 더 바람직하다. 각 주입구 앞 쪽에 장착된 가스 주입구용 밸브(13a)와 반응제 주입구용 밸브(14a)로 반응제와 질소 가스의 유량을 조절한다. 본 발명의 습식 전처리 장치(10)에서, 반응제로 사용되는 일반 중성수의 바람직한 유량이 최대 300cc/min 정도에 불과하므로 폐가스 처리 효율을 높이면서도 폐수의 배출을 최소화할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 습식 전처리 장치는 환경 친화적이며 반응제의 사용량을 크게 줄일 수 있어 반도체 또는 LCD의 제조 단가를 낮출 수 있다.
폐가스가 미세 액적화된 반응제와 반응하면서 원통형부(17)와 원추형부(18)의 내면을 따라 회전 하강할 때, 원심력 일정의 법칙에 의해 원추형부(18)에서 회전속도가 증가되어 최대의 분리효과가 얻어지며 원추형부(18) 말단에서 폐가스 중의 미세한 파우더는 원심력과 중력에 의해 분리ㆍ포집된다. 또한, 폐가스 중의 수용성 가스는 반응제에 의해 용해되어 반응제에 포함된 상태로 원심력과 중력에 의해 원추형부(18) 말단에서 분리ㆍ포집된다. 이러한 분리ㆍ포집된 미세한 파우더 및 수용성 가스가 용해되어 있는 반응제와 같은 오염물질 및 슬러지(sludgy) 침전물 등은 배수구(31)를 통하여 배수고(reservoir)에 저장된다. 이와 달리, 미세한파우더 및 수용성 가스가 제거된, 반응부(20)에서 습식 전처리된 폐가스는 반응부(20)의 중심에서 상승 선회류를 형성하여 내통(19)을 따라 배출구(21)를 통하여 폐가스 처리 장치로 이동하게 된다.
배출구(21)로 배출된 습식 전처리된 가스는 보온기(24)가 장착된 습도 저감부(23)를 통과하여 폐가스 처리 장치 인입구를 통해 폐가스 처리 장치로 유입된다. 습도 저감부(23)의 설치 목적은 다량의 미세 액적 또는 수증기를 포함하는 가스가 배출구(21)를 통하여 직접 폐가스 처리 장치로 유입되면 폐가스 처리 장치 내의 가열 수단 등이 부식되어 폐가스 장치의 전체적인 수명을 단축시킬 염려가 있기 때문이다. 습도 저감부(23)에서 전처리된 폐가스의 습도가 저감되는 과정은 중력을 이용한다. 즉, 배출구(21)로 배출되는 다량의 액적을 포함한 폐가스는 그 자체의 중력으로 인하여 습도 저감부(23)를 통과하지 못하고 다시 외통의 원추형부(18)의 말단에 포집되어 배수구(31)로 유출된다. 또 다른 하나의 습도가 저감되는 과정은 저습 기체를 이용하는 것이다. 이를 위해서는 습도 저감부(23)에 가스 가압기(25)를 설치하여 저습 가스를 습도 저감부(23)로 분사함으로서 전처리된 폐가스의 습도를 저감시킨다. 저습 가스는 가압기용 가스 주입구(26)를 통하여 습도 저감부(23)에 주입되며, 주입되는 저습 가스의 유량은 밸브(26a)에 의해 조절된다. 이 때, 저습 가스로는 질소 또는 세정된 건공기 등을 사용할 수 있으나 가열된 질소를 사용하는 것이 더 바람직하다. 보온기(24)는 전처리된 폐가스가 폐가스 처리 장치로 이동 중에 배관 등에 증착되는 것을 억제하기 위하여 장착된다. 전처리된 폐가스는 습도가 높기 때문에 상대적으로 온도가 낮은 배관 등에 증착되어 파우더 클로깅의 원인이 될 수 있기 때문이다. 보온기(24)는 대략 50℃ 내지 200℃의 온도 범위로 유지되는 것이 적당하나, 대략 100℃ 내지 150℃의 온도 범위로 유지되는 것이 더 바람직하다. 습도 저감부(23)에 설치된 가스 가압기(25)는 상기의 목적 이외의 또 다른 목적을 위해 사용될 수 있다. 습식 전처리된 폐가스가 폐가스 처리 장치로 유입될 때, 폐가스 처리 장치의 인입구에서 폐가스 처리 장치 내에 존재할 수 있는 산소 가스와 반응하여 파우더가 생성됨으로써 파우더 클로깅 현상이 일어날 수 있다. 따라서, 가스 가압기(25)에서 가압된 가스를 폐가스 처리 장치의 인입구 쪽으로 분사하면 파우더를 미리 제거하여 폐가스 처리 장치의 인입구에서의 파우더 클로깅 현상의 발생을 막을 수 있다. 이러한 두 가지의 목적을 동시에 얻기 위해서는, 습도 저감부(24) 내의 가스 가압기(25)는 가압된 가스가 폐가스 처리 장치의 인입구 쪽으로 분사되도록 설치되는 것이 바람직하다. 이 때, 가압되는 가스로는 습도 저감용 저습 가스와 마찬가지로 질소 또는 세정된 건공기 등을 사용할 수 있으나, 가열된 질소를 사용하는 것이 더 바람직하다.
도 2에 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐가스 처리용 습식 전처리 장치(30)의 구성도를 나타내었다. 습식 전처리 장치(30)는 습식 전처리 장치(10)와 비교하여 싸이크론 효과가 나타나는 반응부(20)의 구성 요소에만 차이점이 있고 그 외의 구성 요소는 완전히 동일하다. 습식 전처리 장치(10)의 반응부(20)는 외통이 원통형부(17) 및 원추형부(18)로 이루어진 반면에, 습식 전처리 장치(30)의 반응부(20)의 외통은 원통형부(17)로만 이루어져 있다. 내통(19)은 습식 전처리 장치(10 및 30)의 반응부(20)에 모두 포함되어 있다. 외통이 원통형부(17)로만 이루어진 반응부(20)에서는 습식 전처리 장치(10)에서와 같이 원심력 일정의 법칙에 따라 원추형부에서 폐가스의 회전 속도가 증가하여 오염 물질을 최대로 분리하는 효과를 얻을 수 없다. 따라서, 폐가스 처리용 습식 전처리 장치(30)는 반응부(20)의 외통이 원통형부(17)로만 이루어진 관계로 싸이크론 효과가 저감되어 폐가스의 전처리 효율이 떨어지는 단점은 있으나, 습식 전처리 장치의 제조 단가를 절감할 수 있다. 최대의 폐가스 처리 효율을 얻기 위하여 싸이크론의 최적 치수를 고려한 원통형부 및 원추형부의 제작 단가는 원통형부의 제작 단가보다 훨씬 높기 때문이다. 습식 전처리 장치의 제조 단가의 절감은 결국 반도체 또는 LCD의 제조 단가를 낮출 수 있다는 장점이 있다.
도 3에 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폐가스 처리용 다중 습식 전처리 장치(40)의 구성도를 나타내었다. 여기서 다중이란 폐가스 처리용 습식 전처리 장치(10)가 2개 이상 모여 구성된 것을 의미한다. 도 3은 다중 습식 전처리 장치의 한 예로서 3 개의 습식 전처리 장치(10)로 구성되어 있으며, 각각의 습식 전처리 장치(10)는 모두 동일하다. 도 3에서는 간결한 도면을 나타내기 위하여, 주요 구성 부분에 대한 도면 부호는 하나의 습식 전처리 장치에만 표시하였으며, 미세 분사 노즐(15)에 연결되는 가스 주입구(13), 반응제 주입구(14) 및 이와 연동되는 밸브(13a 및 14a)에 대한 표시는 생략하였다. 또한, 각 습식 전처리 장치(10)의 반응부(20)의 외통은 습식 전처리 장치(30)에서의 원통형부(17)만을 그 구성 요소로 하여도 좋으며, 이 경우는 상기에서 설명한 바와 마찬가지로 다중 습식 전처리 장치의 제조 단가를 낮출 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 폐가스 처리용 다중 습식 전처리 장치(40)에는 배수고 전에 전배수고(pre-reservoir, 32)가 장착된다. 전배수고(32)는 원통형의 탱크로서 각 습식 전처리 장치(10)의 배수구(31)는 전배수고(32)와 연결관(39)에 의해 연결된다. 전배수고(32)의 한 쪽 상단에는 수위 유지기(33)가 장착되는데 이는 일반적인 배관으로 구성된다. 수위 유지기(33)는 그 장착 위치가 중요한데 반드시 전배수고(32)의 상단보다 더 위 쪽에 장착되는 것이 바람직하다. 전배수고(32)의 하단에는 배수용 배관(41)이 밸브(37)과 함께 연결되어 있다. 또한, 전배수고(32)의 양 측에는 포트(38)가 장착되며, 포트(38)가 장착되는 한 쪽에 포트(38)와 전배수고(32)를 관통하는 전배수고용 가압기(36)가 설치된다.
본 발명의 다중 습식 전처리 장치(40)를 이용하여 폐가스를 전처리 하는 이유는 반도체 또는 LCD 제조 설비의 메인 챔버가 대개 다중 챔버로 구성되어 있기 때문이다. 반도체 또는 LCD 제조시 필요로 하는 다양한 물질을 연속적으로 증착하기 위해서는 복수개의 CVD 챔버가 연결된 다중 챔버의 사용이 불가피하다. 다중 챔버를 이루는 각각의 챔버에서는 서로 다른 물질이 증착되기 때문에 사용하는 반응 가스도 다르다. 따라서, 각각의 챔버에서 배출되는 각종 폐가스를 모두 한데 모아서 처리하는 경우에 발생할 수 있는 폐가스 간의 예상치 못한 반응에 의한 폭발의 위험성 또는 파우더 클로깅 가능성을 줄이기 위하여, 각 챔버마다 습식 전처리 장치가 대응되는 다중 습식 전처리 장치가 필요하다. 결국, 다중 습식 전처리 장치에서 습식 전처리 장치의 수는 메인 챔버의 수에 따라 결정된다.
이하, 본 발명의 다중 습식 전처리 장치(40)에 의한 폐가스의 습식 전처리방법에 대해 설명한다. 각 메인 챔버에서 배출되는 배기 가스가 각 메인 챔버마다 장착되어 있는 습식 전처리 장치에 의해 전처리 되고, 배출구(21)로 배출된 전처리된 폐가스가 습도 저감부(23)를 통과하여 폐가스 처리 장치에 유입되는 과정은 도 1에서 설명한 과정과 동일하다. 따라서, 습식 전처리의 결과물인 오염물질을 배수구(31)로 유출한 후의 처리 과정을 설명한다.
전배수고(32)의 설치 목적은 습식 전처리 장치에서 유출되는 파우더를 효율적으로 제거하는데 있다. 습식 전처리 장치(10 및 20)에서와 같이 전배수고(32)가 없는 경우에, 배수구(31)로 배출되는 파우더 형태의 오염 물질은, 배수구(31)에서 배수고까지의 배관이 직선으로 되어 있지 않는 등의 이유로 배수고까지 이동하기가 어렵기 때문에, 효과적으로 제거될 수 없어 파우더 클로깅이 발생하는 결과를 초래한다. 따라서, 배수고 전에 전배수고(32)를 설치하여 습식 전처리 장치에서 유출되는 파우더를 효과적으로 제거하면 상기의 문제점을 해결할 수 있다. 전배수고(32)에서 파우더가 제거되는 과정은 다음과 같다. 전배수고(32)에는 배수구(31)로 유출되는 오염 물질과 반응제인 일반 중성수가 주로 저장되는데 오염 물질 중의 파우더(35)는 일반 중성수와의 밀도 차이에 의해 전배수고(32)의 바닥에 쌓이게 된다. 본 발명의 다중 습식 전처리 장치(40)의 계속적인 가동으로 인해 일정 량의 파우더(35)가 쌓이게 되면 전배수고(32)의 소정의 위치에 설치된 전배수고용 가압기(36)에서 가압된 가스를 전배수고 안 쪽으로 분사하여 파우더(35)가 일반 중성수 내에서 균일하게 혼합되도록 한다. 이 때, 전배수고용 가압기(36)와 연동되는 밸브(37)를 개방하면 파우더(35)가 일반 중성수와 함께 전배수고(32)에서 배수용 배관(41)을 통해 배수고로 이동한다. 파우더(35)가 일반 중성수에 균일하게 혼합되어 배수고로 이동하기 때문에 전배수고(32)를 설치하지 않는 경우보다 파우더(35)를 더 효율적으로 제거할 수 있다. 주기적인 가스의 분사와 밸브(37)의 개방을 통하여 전배수고(32) 내의 파우더(35)를 제거하면 본 발명의 다중 습식 전처리 장치(40)의 유지ㆍ보수가 훨씬 수월해 진다. 전배수고(32) 내에 저장되는 파우더(35)는 주기적으로 포트(38)를 개방하여서 제거될 수도 있다. 전배수고용 가압기(36)에서 가압되는 가스로는 질소 또는 세척된 건공기를 사용하며 가스 대신에 일반 중성수를 사용할 수도 있다. 또한, 전배수고(32)와 배수고를 이어주는 배관들은 파우더 클로깅을 방지하기 위해서 가능한 직선으로 하는 것이 바람직하다.
전배수고(32)에 저장되는 일반 중성수의 수위는 도 3에 표시된 수위 유지선(34)에 대응하도록 유지하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 수위 유지기(33)의 장착이 필요하다. 다중 습식 전처리 장치의 배수구(31)로 유출된 반응제인 일반 중성수는 전배수고(32) 내에 저장되어 그 수위가 점점 높아지는데, 수위 유지선(34) 이상으로 수위가 높아지면 수위 유지선(34)을 초과하는 양만큼의 일반 중성수는 수위 유지기(33)에 의해 배수고로 이동하여 전배수고(32)는 항상 일정한 수위를 유지하게 된다. 결국, 전배수고(32)는 수위 유지기(33)에 의해 일반 중성수에 의해 항상 가득 차 있는 상태를 유지하게 되는데, 이는 메인 챔버가 다중 챔버인 경우에 본 발명의 다중 습식 전처리 장치(40)를 채용하는 이유와 동일하다. 전배수고(32)가 일반 중성수에 의해 가득 차 있지 않으면 각 습식 전처리 장치를 통과한 폐가스가 전배수고(32) 내에서 서로 만나 예상치 못한 반응에 의한 폭발의위험성 또는 파우더 클로깅 가능성이 있기 때문이다. 따라서, 일반 중성수에 의해 전배수고(32) 내에서 폐가스가 서로 만날 수 있는 공간을 원천적으로 봉쇄하고자, 본 발명의 다중 습식 전처리 장치(40) 가동 중에는 일반 중성수의 수위가 항상 수위 유지선(34)에 대응하도록 유지되는 것이 바람직하다. 수위 유지선(34)의 위치는 다중 습식 전처리 장치(40) 가동 중에 전배수고(32)가 항상 가득 차 있는 상태를 유지하도록, 배수구(31)와 전배수고(32) 사이에 위치하기만 하면 큰 문제는 없다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형되어 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 습식 전처리 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 반도체 또는 LCD 제조시 배출되는 폐가스가 폐가스 처리 장치로 유입되기 전에 습식 전저리 장치에서 미리 처리함으로써 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 습식 전처리 장치를 채용함으로써 폐가스 중에 포함되어 있는 수용성 가스의 양을 대략 80%까지 줄일 수 있어 약 20%만이 폐가스 처리 장치로 유입된다. 예를 들어, CVD 챔버에서 유입되는 F2가스 또는 암모니아 가스 양의 약 80%가 습식전처리 장치에서 정화 처리된다. 이로 인해 폐가스 처리 장치로의 F2가스의 유입이나 질소 화합물 형성이 크게 억제되어 폐가스 처리 장치의 폐가스 처리 부담이 저감되고 부식 현상 및 유해 물질 배출이 억제되는 효과를 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 효과를 나타내는 하나의 예로서, 습식 전처리 장치에서 암모니아를 처리한 결과를 나타내는 그래프이다. 이 그래프는 초기 암모니아 농도가 5,794ppmV, 미세 분사 노즐에 주입되는 질소의 양이 19lpm인 경우에, 습식 전처리 장치를 통과한 후의 암모니아의 농도 및 이에 대응하는 암모니아 제거 효율을 미세 분사 노즐에 주입되는 일반 중성수의 유량에 따라 나타낸 것이다. 암모니아 제거 효율은 일반 중성수의 유량 속도에 크게 영향을 받지는 않지만 유량 속도가 300cc/min이 되면 습식 전처리 장치에서의 암모니아 제거 효율이 약 80% 정도 되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 습식 전처리 장치를 채용하면 미세 파우더도 수용성 물질과 같이 미리 제거되기 때문에, 폐가스 처리 장치의 일반적인 문제인 파우더 클로깅 현상의 발생도 현격히 억제되는 효과를 갖는다.
둘째, 습식 전처리 장치를 채용하면 습식 전처리 장치를 채용하지 않은 경우보다 폐가스 처리 장치의 폐가스 처리 부담이 크게 저감된다. 도 4의 결과에 근거하면, 폐가스 처리 장치의 동작 시간을 같이 하였을 때 폐가스 처리 부담을 약 80% 정도 저감할 수 있다. 따라서, 폐가스 처리 장치의 각 파트들의 수명이 연장됨으로써 교체 주기를 늘릴 수 있어 A/S 비용이 절감되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 폐가스 처리 장치의 전체적인 운용 시간의 증대를 가져와 반도체 또는 LCD의 제조단가를 낮추는 효과를 얻을 수 있다.
셋째, 본 발명의 습식 전처리 장치는 반도체 또는 LCD 제조시 배출되는 부식성 가스 특히, F계 가스를 미리 제거하는 효과를 갖는다. 따라서, 반도체 또는 LCD 제조 공정에서 메인 CVD 챔버의 세척시 사용되는 다량의 NF3가스를 효율적으로 처리하는데 그 효과가 탁월하다. 이로 인해, 향후 메인 챔버의 세척 가스로 그 사용량이 크게 증가될 것으로 예상되는 NF3가스를 처리하기 위한 폐가스 처리 장치에는 본 발명의 습식 전처리 장치를 반드시 채용해야 할 것으로 예상된다.

Claims (14)

  1. 반도체 또는 LCD 제조 공정시 배출되는 폐가스의 효율적인 처리를 위한 폐가스 처리용 습식 전처리 장치에 있어서,
    상기 폐가스가 유입되는 폐가스 인입구와;
    상기 폐가스와 반응하는 반응제를 미세 액적화 시키는 미세 액적 발생기와;
    상기 미세 액적 발생기에 의해 미세 액적화된 상기 반응제가 유입되는 반응제 인입구와;
    상기 폐가스와 상기 미세 액적 발생기에 의해 미세 액적화된 상기 반응제를 서로 접촉하여 반응시키는 반응부 - 상기 반응부는 외통과 내통으로 이루어짐 - 와;
    상기 반응부에서 상기 폐가스와 상기 미세 액적 발생기에 의해 미세 액적화된 상기 반응제가 서로 반응하여 습식 전처리 되는 폐가스를 배출하는 배출구와; 및
    상기 반응부에서 상기 폐가스와 상기 미세 액적 발생기에 의해 미세 액적화된 상기 반응제가 서로 반응하여 생성되는 오염 물질을 유출하는 배수구;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외통은 원통형부와 원추형부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 습식 전처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외통은 원통형부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 습식 전처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배출구로 배출된 상기 습식 전처리된 폐가스의 습도를 저감시키기 위하여 상기 배출구와 폐가스 처리 장치 사이에 설치되는 습도 저감부와; 및
    상기 배출구로 배출된 상기 습식 전처리된 폐가스가 상기 습도 저감부 통과시 상기 습도 저감부의 내벽에 증착되어 파우더 클로깅(powder clogging)을 발생시키는 것을 억제하기 위하여 상기 습도 저감부의 외벽에 설치되는 보온기;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 습도 저감부는 가압된 저습 가스를 분사하는 가스 가압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전처리 장치.
  6. 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 습식 전처리 장치를 복수개 포함함으로써, 반도체 또는 LCD 제조용 메인 챔버마다 습식 전처리 장치가 대응되도록 하는 폐가스 처리용 다중 습식 전처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배출구로 배출된 상기 습식 전처리된 폐가스의 습도를 저감시키기 위하여 상기 배출구와 폐가스 처리 장치 사이에 설치되는 습도 저감부와; 및
    상기 배출구로 배출된 상기 습식 전처리된 폐가스가 상기 습도 저감부 통과시 상기 습도 저감부의 내벽에 증착되어 파우더 클로깅을 발생시키는 것을 억제하기 위하여 상기 습도 저감부의 외벽에 설치되는 보온기;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 습식 전처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배수구에 의해 배출된 상기 오염 물질을 배수고로 배출하기 전에 미리 저장하는 전배수고와;
    상기 다중 습식 전처리 장치 가동 중에는 상기 전배수고를 상기 반응제에 의해 완전히 채우도록 동작하는 수위 유지기와; 및
    상기 전배수고 내에 침전되어 있는 파우더를 상기 배수고로 배출하기 위한 전배수고용 가압기;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 습식 전처리 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 습도 저감부는 가압된 저습 가스를 분사하는 가스 가압기를 포함하는것을 특징으로 하는 다중 습식 전처리 장치.
  10. 반도체 또는 LCD 제조 공정시 배출되는 폐가스의 효율적인 처리를 위한 폐가스 처리 장치의 습식 전처리 방법에 있어서,
    상기 폐가스가 폐가스 인입구로 유입되는 단계와;
    상기 폐가스 인입구로 유입된 상기 폐가스와 반응하는 반응제를 미세 액적 발생기에 의해 미세 액적화 하는 단계와;
    상기 미세 액적 발생기에 의해 미세 액적화된 상기 반응제가 반응제 인입구로 유입되는 단계와;
    상기 폐가스와 상기 미세 액적 발생기에 의해 미세 액적화된 상기 반응제가 싸이크론(cyclone) 효과를 이용하여 반응부에서 서로 접촉하여 반응하는 단계와;
    상기 반응부에서 상기 폐가스와 상기 미세 액적 발생기에 의해 미세 액적화된 상기 반응제가 서로 반응하여 습식 전처리 되는 폐가스를 배출구로 배출하는 단계와; 및
    상기 반응부에서 상기 폐가스와 상기 미세 액적 발생기에 의해 미세 액적화된 상기 반응제가 서로 반응하여 생성되는 오염 물질을 배수구로 유출하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 반응제는 일반 중성수, 시수(city water), 수산화나트륨 또는 수산화칼슘의 희석액 및 전해수를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전처리 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 미세 액적 발생기에, 상기 반응제로서는 일반 중성수가 분사용 가스로서는 질소 가스가 주입됨에 있어서, 상기 일반 중성수의 유량은 대략 5 내지 20lpm, 상기 분사용 질소 가스의 유량은 대략 100 내지 300cc/min의 범위로 하는 것을 특징으로 하는 습식 전처리 방법.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 배수구로 유출하는 단계 전에,
    상기 배출구로 배출된 상기 습식 전처리된 폐가스의 습도를 저감시키기 위하여, 상기 습식 전처리된 폐가스를 상기 배출구와 폐가스 처리 장치 사이에 설치된 습도 저감부를 통하여 이동시키는 단계와; 및
    상기 배출구로 배출된 상기 습식 전처리된 폐가스가 상기 습도 저감부를 통하여 이동시 상기 습도 저감부의 내벽에 증착되어 파우더 클로깅을 발생시키는 것을 억제하기 위하여, 상기 습도 저감부를 통과하는 상기 습식 전처리된 폐가스를 상기 습도 저감부의 외벽에 설치한 보온기로 가열하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 보온기로 가열하는 단계에서 상기 보온기는 대략 50℃ 내지 200℃의 범위로 유지하는 것을 특징으로 하는 습식 전처리 방법.
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