KR20050044309A - 배기 가스 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

배기 가스 처리용 장치는 플루오르 화합물과 CO 중 하나 이상을 함유한 배기 가스로부터 분상 성분, 수용성 성분 및 가수분해 성분 중 하나 이상을 제거하기 위한 전처리 구역(1), 및 플루오르 화합물과 CO 중 하나 이상의 가열 산화 분해를 수행하여 배기 가스를 해독하기 위한 가열 산화 분해 구역(2)을 가진다. 상기 장치는 가열 산화 분해에 의해 생성된 HF와 같은 산 가스를 후처리하기 위한 후처리 구역(4)을 가진다.

Description

배기 가스 처리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TREATING EXHAUST GAS}
본 발명은 배기 가스의 처리 방법 및 장치, 및 더 특별하게는 반도체 제조 장치의 내표면의 건식-세정 공정 또는 산화물막과 같은 다양한 형태의 막의 에칭 공정과 같은 반도체 제조 공정에서 배출되는 플루오르 화합물 및 일산화탄소 가스(CO)를 함유하는 배기 가스를 효율적으로 해독하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
에칭 공정 또는 화학적 증기 증착(CVD) 공정과 같은 반도체 제조 공정에서, 하이드로플루오로카본(예를 들어, CHF3) 또는 퍼플루오로화합물(예를 들어, CF4, C2F6, C3F8, C4F6, C4F 8, C5F8, SF6 및 NF3)과 같은 플루오르 화합물이 시스템에 사용되어 왔다. 몇몇 경우, CO, NH3 또는 O2를 반도체 제조 장치에 사용할 수 있다. 플루오르 화합물, CO 또는 NH3를 사용하는 반도체 제조 장치로부터 배출된 배기 가스는 CO, NH3, SiF4, F2, COF2, C5F8, C 4F6 또는 NF3와 같은 유해 성분을 포함한다. 배기 가스는 또한 유해하지는 않지만 지구 온난화에 영향을 미치는 플루오르 화합물을 포함한다. 따라서, 플루오르 화합물 또는 CO를 사용하는 반도체 제조 장치로부터 환경 대기 내로 배기 가스가 배출될 경우, 배기 가스에 포함된 유해 가스를 해독할 필요가 있으며 또한 지구 온난화를 야기하는 가스를 분해할 필요가 있다.
배기 가스에 포함된 유해 가스(SiF4, F2, COF2, C5F8 , C4F6, 또는 NH3)를 처리하는 통상적인 방법에서, 유해 성분은 합성 제올라이트와 같은 흡착제에 의해 흡착된다. 그러나, 이러한 통상적 방법으로는 배기 가스로부터 CO 또는 퍼플루오로화합물(PFC)을 제거할 수 없다. 또한, 흡착제를 정기적으로 새 것으로 대체해야 할 필요가 있어, 운영 비용을 증가시킨다.
배기 가스로부터 SiF4, F2 또는 NH3와 같은 수용성 가스 및 가수분해 가스를 제거하기 위해 배기 가스를 스크러빙하는 데 습식 스크러버를 사용해 왔다. 그러나, 이러한 습식 스크러버는 CO 및 PFC와 같이 수용성이 아닌 가스를 제거할 수 없다.
배기 가스로부터 CO를 제거하는 통상적 방법에서는, 산화 촉매 및 O2를 사용하여 CO를 CO2로 산화시킨다. 그러나, 이러한 통상적 방법에서, PFC는 분해에 의해 제거될 수 없다. SiF4 또는 F2와 같은 산 가스, 또는 PFC를 산화 촉매와 접촉시킬 경우, 산화 촉매는 산 가스 또는 PFC에 의해 약해져서 이의 CO 산화력을 저하시킨다. 따라서, 산화 촉매는 정기적으로 새 것으로 대체되어야 할 필요가 있다.
상기의 통상적인 흡착, 습식 스크러빙, 및 산화 방법들이 서로 조합될 경우, 배기 가스 중의 유해 가스 및 CO를 동시에 처리할 수 있다. 그러나, 이러한 처리는 정기적으로 성분을 대체시켜야 할 필요가 있으며, 이는 운영 비용을 증가시킨다. 또한, 상기의 조합된 방법을 사용해도 여전히 배기 가스로부터 PFC를 제거할 수 없다.
PFC를 분해하기 위한 다양한 형태의 촉매를 사용하여 배기 가스로부터 PFC를 제거하는 방법이 제안되었다. 그러나, 촉매가 열화될 경우, 촉매의 열화 직후에 CO, C5F8, 및 C4F6와 같은 유해 성분이 환경 대기로 배출될 수 있다. 또한, 연소에 의해 PFC를 처리하는 방법도 제안되었다. 그러나, 연소 조건에 따라 NOx 또는 CO가 부산물 가스로 생성될 수 있다. 이 방법은 H2, 천연 가스(도시 가스), 또는 프로판 가스와 같은 연료를 필요로 하기 때문에, 연료 공급용 장치를 제공해야할 필요가 있다. 또한, 작업을 운영하기 위해 복잡한 과정이 요구된다. 또한 가열 산화에 의해 PFC를 분해하는 방법도 제안되었다. 그러나, 다른 방식으로 분해될 것 같지 않은 PFC(예를 들어, CF4)를 분해하기 위해, 배기 가스는 1400℃ 이상의 고온으로 가열되어야 한다. 이러한 경우, 상기 시스템 내의 물질 및 히터에 가해지는 부하가 상당히 커진다.
NH3, 저차 포화탄화수소 가스, 또는 저차 불포화 탄화수소 가스를 배기 가스에 첨가하고, 자유 O2 가스 없이 가열 산화에 의해 PFC를 분해하는 방법이 제안되었다. 그러나, O2를 공존시켜 PFC를 가열 산화 분해하는 방법은 제안되지 않았다. 또한, 물(H2O)의 존재 하에 플라즈마를 사용하여 PFC를 분해하는 방법도 제안되었다. 그러나, PFC의 분해 시, CO 또는 HF와 같은 유해 가스가 생성되고 열적(thermal) NOx도 생성된다. 따라서, 유해 가스 및 열적 NOx를 처리하기 위한 분리된 배기 가스 처리 장치를 제공할 필요가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 배기 가스 처리 장치를 나타내는 블록 다이아그램이고;
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 배기 가스 처리 장치를 나타내는 블록 다이아그램이고;
도 3은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 배기 가스 처리 장치를 나타내는 블록 다이아그램이고;
도 4는 도 1, 2 또는 3에 나타난 배기 가스 처리 장치를 나타내는 투시도이다.
본 발명은 상기 결점을 고려하여 이루어졌다. 따라서, 본 발명의 목적은, 플루오르 화합물과 CO를 동시에 및 효율적으로 처리할 수 있고, 제조 비용, 운영 비용, 및 장치의 물질에 대한 부하를 줄일 수 있으며, 어떠한 유해 가스도 배출하지 않는 배기 가스 처리 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 첫번째 측면에 따르면, 배기 가스로부터 분상 성분, 수용성 성분 및 가수분해 성분 중 하나 이상을 제거하는 단계; 그리고 나서 배기 가스에 O2와 H2O를 첨가하는 단계; 그리고 나서 배기 가스를 가열하여 배기 가스 중의 플루오르 화합물과 CO 중 하나 이상을 분해하거나 산화시키는 단계; 및 분해되거나 산화된 배기 가스로부터 플루오르 화합물이 분해될 때 생성된 산 가스를 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는, 플루오르 화합물과 CO 중 하나 이상을 함유하는 배기 가스의 처리 방법이 제공된다. 배기 가스는 바람직하게 700 내지 900℃의 온도에서 가열되어야 한다.
본 발명의 바람직한 측면에 따르면, 상기 방법은 촉매 반응에 의해 배기 가스를 분해하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.
본 발명의 바람직한 측면에 따르면, 흡착제를 사용한 흡착 또는 가스-액체 접촉에 의해 배기 가스로부터 분상 성분, 수용성 성분 및 가수분해 성분 중 하나 이상을 제거한다.
본 발명의 바람직한 측면에 따르면, 흡착제를 사용한 흡착 또는 가스-액체 접촉에 의해 배기 가스로부터 산 가스를 제거한다.
본 발명의 두번째 측면에 따르면, O2와 H2O를 배기 가스에 첨가하는 단계; 및 배기 가스를 700 내지 900℃의 온도로 가열하여 배기 가스 중의 CO, 4개 이상의 탄소 원자를 갖는 플루오르 화합물, 하이드로플루오로카본 및 NF3 중 하나 이상을 해독하는 단계를 포함하여 이루어지는, 플루오르 화합물과 CO 중 하나 이상을 함유하는 배기 가스의 처리 방법이 제공된다.
본 발명의 세번째 측면에 따르면, 배기 가스로부터 분상 성분, 수용성 성분 및 가수분해 성분 중 하나 이상을 제거하기 위한 제 1 처리 구역; 플루오르 화합물 과 CO 중 하나 이상의 가열 산화 분해를 수행하여 배기 가스를 해독시키기 위한 가열 산화 분해 구역; 가열 산화 분해 구역에 O2를 공급하기 위한 O2 공급기; 가열 산화 분해 구역에 H20를 공급하기 위한 H2O 공급기; 및 가열 산화 분해 후 배기 가스 중의 산 가스를 제거하기 위한 제 2 처리 구역을 포함하여 이루어지는, 플루오르 화합물과 CO 중 하나 이상을 함유하는 배기 가스 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 바람직한 측면에 따르면, 상기 장치는 촉매 반응에 의해 배기 가스를 분해하기 위한 촉매 반응 구역을 더 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따르면, 흡착 또는 가스-액체 접촉에 의해 배기 가스로부터 SiF4 또는 F2와 같은 유해 가스가 제거 되어 허용가능치(TLV-TWA 값) 이하의 농도를 가질 수 있다. 바람직하게, 700 내지 900℃의 온도에서 가열 산화하면, CO 산화용 촉매를 사용하지 않고 CO를 CO2로 산화시켜 CO의 농도를 허용가능치(TLV-TWA 값) 이하로 감소시킬 수 있다. 본 발명에 따르면, C4F6, C5F8, 또는 NF 3와 같은 유해 PFC가 가열에 의해 완전히 분해될 수 있어, 유해 PFC의 농도가 허용가능치(TLV-TWA 값) 이하로 감소된다. 또한, 플루오르 화합물이 가열 산화 분해에 의해 분해될 때 생성된 HF와 같은 산 가스는 연이은 흡착 또는 가스-액체 접촉에 의해 제거될 수 있다. 따라서, 인체에 해로울 것으로 생각되는 배기 가스 중의 성분은 1000℃ 이상의 온도에서 가열 산화 분해 또는 촉매 반응 없이 해독될 수 있다. 700 내지 900℃의 온도에서 가열하여 PFC(예를 들어, CF4)를 분해시키기는 어렵다. 이러한 PFC는 지구 온난화 등의 면에서 문제가 되지만, 인체에는 해롭지 않다. 따라서, 본 발명에 따르면, 인체에 해로운 성분이 허용가능치 이하의 농도를 갖도록 제거될 수 있다.
또한, 분해될 것 같지 않은 PFC(예를 들어, CF4)는 600 내지 900℃의 비교적 낮은 온도에서 촉매 반응에 의해 완전히 분해될 수 있다. 예를 들어, 가열 산화 분해 후 촉매 반응을 수행할 경우, 지구 온난화의 면에서 처리될 필요가 있는 가스 성분이 완전히 분해 및 제거될 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 및 이점은, 본 발명의 바람직한 실시형태를 예로써 나타내는 첨부된 도면과 함께 고려될 경우 하기의 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 실시형태에 따른 배기 가스 처리 장치는 도 1 내지 4를 참조하여 하기에 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 배기 가스 처리 장치를 나타낸다. 도 1에 나타난 바와 같이, 배기 가스 처리 장치는 플루오르 화합물과 일산화탄소(CO)를 함유하는 배기 가스로부터 분상 성분, 수용성 성분, 또는 가수분해 성분을 제거하기 위한 전처리 구역(1), 전처리된 배기 가스의 가열 산화 분해를 수행하기 위한 가열 산화 분해 구역(2), 및 가열 산화 분해에 의해 생성된 HF와 같은 산 가스를 후처리하기 위한 후처리 구역(4)을 포함하여 이루어진다.
전처리 구역(1)은 예를 들어, 가스-액체 접촉에 의한 전처리용 물 분무 타워(1a)를 포함하여 이루어질 수 있다. 수돗물(service water) 또는 산업용수가 분무 타워(1a)에 공급되며, 이는 상기 분무 타워(1a) 내에 제공된 물 분무기(1b)로부터 분무된다. 플루오르 화합물과 CO를 함유한 배기 가스를 물 분무 타워(1a)의 하부 내로 공급하고 물 분무기(1b)로부터 분무된 물과 접촉시켜 위쪽으로 흘려보낸다. 이러한 습식 스크러빙 공정에서, 배기 가스로부터 분상 성분, 수용성 성분, 또는 가수분해 성분이 제거된다. 물 분무 타워(1a) 대신, 전처리 구역(1)은 팬 스크러버(fan scrubber), 가스 통과 교반 탱크, 또는 제올라이트 또는 활성탄과 같은 흡착제로 충전된 흡착 탱크를 포함하여 이루어질 수 있다. 팬 스크러버, 가스 통과 교반 탱크, 및 흡착 탱크는 또한 상기한 효과를 달성할 수 있다.
전처리 구역(1)으로 사용될 장치는 처리될 배기 가스 중의 성분, 분말이 혼합되는 정도, 또는 설비(plant)의 상태에 따라 적절히 선택될 수 있다. 흡착제로 충전된 흡착 탱크는 물을 사용하지 않기 때문에, 이는 시스템에 폐수 처리 장치가 제공되지 않은 경우에 적합하다. 배기 가스가 비소(As) 또는 납(Pb)과 같이 특별하게 보존되어야 하는 물질을 함유할 경우, 이러한 물질에 의해 습식 스크러빙 공정에서 사용된 폐수가 오염된다. 이러한 경우, 습식 스크러빙 공정은 적합하지 않으나 흡착법이 적합하다. 팬 스크러버는 소량의 물을 공급하여 높은 성분 제거율을 가진다. 또한, 팬 스크러버는 우수한 분말 포집 능력을 가진다. 물 분무 타워(1a)가 높은 성분 제거율을 달성하기 위해 증가된 양의 물이 공급되는 것을 필요로 할지라도, 물 분무 타워(1a)는 이의 단순한 구조로 인해 장치의 비용을 감소시킬 수 있다. 가스 통과 교반 탱크 내의 액체는 이에 공급된 액체를 중화시켜 pH를 조절할 수 있다. 따라서, 가스 통과 교반 탱크는 다른 습식 스크러빙 방법으로 제거하기 어려운 성분의 높은 제거율을 가진다.
상기한 바와 같이, 전처리 구역(1)에서는 물 또는 흡착제를 사용하여 배기 가스로부터 분상 성분, 수용성 성분, 또는 가수분해 성분을 제거한다. 예를 들어, 전처리 구역(1)에서는 배기 가스로부터 SiF4 또는 F2와 같은 산 가스를 제거한다.
전처리 구역(1)을 통과한 배기 가스는 가열 산화 분해 구역(2) 내로 도입되고 그 속에서 분해된다. 가열 산화 분해 구역(2)은 분해 공정이 수행되는 가열 산화 분해 반응기(2a), 반응에 필요한 O2를 가열 산화 분해 반응기(2a)에 공급하기 위해 가열 산화 분해 반응기(2a)에 연결된 공기 파이프(O2 공급 파이프)(5), 및 반응에 필요한 물(수돗물 또는 산업 용수)을 가열 산화 분해 반응기(2a)에 공급하기 위해 가열 산화 분해 반응기(2a)에 연결된 물 파이프(H2O 공급 파이프)(6)를 가진다. 수돗물 또는 산업 용수는 물 파이프(6)에 연결된 정수기(7)에 의해 증류수 수준까지 정제되고 나서, 물 증발기(8)에 의해 증발되고, 가열 산화 분해 반응기(2a)로 공급된다. 이와 달리, 반응에 필요한 물은 물 증발기(8)에 의해 증발되지 않고 가열 산화 분해 반응기(2a) 내에 제공된 분무기로 분무될 수 있다. 이 경우, 분무된 물은 가열 산화 분해 반응기(2a) 내에서 가열되고 증발된다. 가열 산화 분해 구역(2)은 가열 산화 분해 반응기(2a) 주위에 제공된 세라믹으로 이루어진 전기관로(electric tube furnace)(9)를 가진다. 전기관로(9)는 O2 및 물(H2O)과 혼합된 배기 가스를 700 내지 900℃까지 가열하기 위한 가열 장치로 사용된다. 가열 산화 분해 반응기(2a)에서, CO의 산화 및 4개 이상의 탄소 원자를 갖는 PFC, 하이드로플루오로카본 및 NF3의 분해는 하기의 반응식에 따라 수행된다. 따라서, 인체에 해로울 것으로 생각되는 배기 가스 중의 모든 성분이 산화되거나 분해될 수 있다.
2CO + O2 -> 2CO2
CO + H2O -> CO2 + H2
2H2 + O2 -> 2H2O
C5F8 + 4H2O + 3O2 -> 5CO2 + 8HF
C4F8 + 4H2O + 2O2 -> 4CO2 + 8HF
2C4F6 + 6H2O + 5O2 -> 8CO2 + 12HF
2CHF3 + 2H2O + O2 -> 3CO2 + 8HF
2NF3 + 3H2O -> NO + NO2 + 6HF
산화 시, 대기 중의 공기, O2가 풍부한 공기, 및 순수한 O2와 같은 임의의 O2 공급원으로부터 O2가 공급될 수 있다. 퍼옥사이드를 O2로 사용할 수 있다. 배기 가스 중의 상기 성분들은 700 내지 900℃의 온도에서 산화 및 분해될 수 있다. 1000℃ 이상의 온도에서 산화 및 분해를 수행할 경우, 공기 중의 N2에 의해 야기된 열적 NOx의 양이 증가한다. 900℃ 이하의 온도에서 산화 및 분해를 수행할 경우, 가열 산화 분해 반응기에서 사용된 내화성 원소를 경제적으로 선택할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 700 내지 900℃의 온도에서 산화 및 분해를 수행한다.
후처리 구역(4)은 플루오르 화합물의 분해 공정에서 생성되는 HF와 같은 산 가스를 후처리한다. 본 실시형태에서, 후처리 구역(4)은 후처리용 물 분무 타워(4a)를 포함하여 이루어진다. 물 분무 타워(4a)에 수돗물 또는 산업 용수가 공급되고, 이는 분무 타워(4a) 내에 제공된 물 분무기(4b)로부터 분무된다. 배기 가스를 물 분무 타워(4a)의 하부 내로 공급하고 물 분무기(4b)로부터 분무된 물과 접촉시켜 위쪽으로 흘려보낸다. 결과적으로, 가열 산화 분해 반응기(2a)에서의 분해에 의해 생성된 HF가 배기 가스로부터 제거된다. 물 분무 타워(4a) 대신, 후처리 구역(4)은 팬 스크러버, 가스 통과 교반 탱크, 또는 제올라이트 또는 활성탄과 같은 흡착제로 충전된 흡착 탱크를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한 팬 스크러버, 가스 통과 교반 탱크, 및 흡착 탱크도 상기한 효과를 달성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 배기 가스 처리 장치를 나타낸다. 도 2에 나타난 바와 같이, 배기 가스 처리 장치는 가열 산화 분해 후 촉매 반응에 의해 배기 가스를 더 분해하기 위한 촉매 반응 구역(3)을 포함하여 이루어진다. 가열 산화 분해 구역(2)을 통과한 배기 가스는 연속적으로 촉매 반응 구역(3) 내의 촉매 반응기(3a) 내로 도입되고 그 안에서 분해된다. 본 실시형태의 다른 구조는 도 1에 나타난 배기 가스 처리 장치의 구조와 동일하다.
촉매 반응기(3a)는 PFC를 분해하기 위해 그 안에 충전된 촉매를 가진다. 배기 가스는 촉매 반응기(3a)의 상부로 도입되고 상부 촉매층으로부터 하부 촉매층으로 아래쪽으로 흐른다. 촉매 반응 구역(3)은 촉매 반응기(3a) 주위에 제공된 세라믹으로 이루어진 전기관로(10)를 가진다. 전기관로(10)는 촉매 반응기(3a)를 600 내지 900℃의 온도까지 가열하기 위한 가열 장치로 사용된다. 촉매 반응 구역(3)에서, 3개 이하의 탄소 원자를 갖는 PFC 및 SF6를 촉매와 접촉시켜, 하기의 반응식에 따라 PFC 및 SF6의 분해를 수행한다. 하기의 반응식에서, 분해에 기여하는 O2 및 물(H2O)을 가열 산화 분해 반응기(2a)의 상류에서 시스템 내로 도입한다. 촉매는 γ 알루미나 또는 산화텅스텐을 포함한 알루미나 지르코늄 복합체 물질과 같이 플루오르 화합물에 대한 촉매를 포함하여 이루어진다. 따라서, 가열 산화 분해 반응기(2a)에 의해 분해될 것 같지 않고 분해되지 않은 PFC 또는 SF6는 촉매 반응 구역(3)에 의해 분해될 수 있다. 따라서, 촉매 반응 구역(3)이 배기 가스 처리 장치 내에 삽입될 경우, 인체에 직접적인 영향을 미치지는 않지만 지구 온난화 등에 악영향을 미치는 성분이 배기 가스로부터 완전히 제거될 수 있다.
CF4 + 2H2O -> CO2 + 4HF
2C2F6 + 6H2O + O2 -> 4CO2 + 12HF
C3F8 + 4H2O + O2 -> 3CO2 + 8HF
2SF6 + 3H2O + O2 -> SO2 + SO3 + 6HF
도 3은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 배기 가스 처리 장치를 나타낸다. 도 3에 나타난 바와 같이, 배기 가스 처리 장치는 가열 산화 분해 구역, 촉매 반응 구역, 및 후처리 구역이 일체로 조합된 가스 처리 반응기(13)를 포함하여 이루어진다. 배기 가스 처리 장치는 전처리 구역 내에 팬 스크러버(14)를 가진다. 스크러빙수(scrubbing water)는 운반 펌프에 의해 팬 스크러버(14)로 공급된다. 팬 스크러버(14) 내의 팬의 회전에 의해 스크러빙수와 배기 가스가 서로 접촉하게 된다. 결과적으로, 분상 성분, 수용성 성분, 또는 가수분해 성분이 배기 가스로부터 제거된다.
가스 처리 반응기(13)는 가열 산화 분해 구역, 촉매 반응 구역, 및 후처리 구역으로 사용된다. 구체적으로, 가스 처리 반응기(13)는 배기 가스의 흐름의 하류 순서로 가열 산화 분해 구역(16), 촉매 반응 구역(17), 및 후처리 구역(18)을 가진다. 따라서, 가열 산화 분해 구역(16), 촉매 반응 구역(17), 및 후처리 구역(18)은 서로 일체로 조합되어 장치를 콤팩트하게 만든다. 또한, 조합된 구조를 사용하여, 가열 산화 분해 구역(16) 내의 전기관로(19)에 의해 700 내지 900℃로 가열된 배기 가스를 온도 저하 없이 촉매 반응 구역(17)으로 도입할 수 있다. 따라서, 촉매 반응 구역(17)은 가열 장치(예를 들어, 히터)를 필요로 하지 않지만, 그 주위에 배치된 열 절연체(20)만을 필요로 한다.
도 3에 나타난 바와 같이, 가스 처리 반응기(13)는 가열 산화 분해 및 촉매 반응에 필요한 O2를 공급하기 위해 연결된 공기 파이프(21)를 가진다. 물(H2O)은 정수기(23)에 의해 증류수 수준까지 정제되고 나서 가스 처리 반응기(13)로 공급된다. 가스 처리 반응기(13) 내로 도입된 물은 가스 처리 반응기(13) 내의 전기관로(19)의 외표면의 외부에 배치된 물 증발 파이프(25)를 통해 흐른다. 이 때, 물은 전기관로(19)의 배기 열과의 열 교환에 의해 가열되고 증발되고 나서 가스 처리 반응기(13)의 상부에 배치된 가열 산화 분해 구역(16) 내로 도입된다. 물 분무기(18a)를 갖는 후처리 구역(18)은 가스 처리 반응기(13)의 하부에 제공되고, 스크러빙수는 운반 펌프(15)에 의해 후처리 구역(18) 내의 물 분무기(18a)로 공급된다.
처리될 배기 가스는 전처리용 팬 스크러버(14)를 통과하고 나서, 미스트(mist) 분리기(27)를 통과하고, 가스 처리 반응기(13) 내로 도입된다. 후처리 구역(18)에서 HF가 제거된 배기 가스는 미스트 분리기(27)를 통과하고, 무해 가스로서 외부로 배출된다.
CO의 산화 및 PFC의 분해를 위해서는 물(H2O)이 필요하다. 본 실시형태에서, 물(H2O)은 증발된 상태로 배기 가스 처리 시스템 내로 도입된다. 물이 Si 또는 Ca를 함유할 경우, 물(H2O)이 증발할 때 Si 또는 Ca가 증착되거나 관석(scale)이 생성될 수 있어, 장치가 고장날 수 있다. 또한, 물에 함유된 Cl은 촉매를 열화시킬 수 있다. 그러므로, 공급된 물(H2O)은 순수 또는 증류수와 같이 정제된 물이어야 할 필요가 있다. 따라서, 순수 또는 증류수만을 장치에 공급하기 위한 독립된 파이프를 제공해야할 필요가 있으며, 또한 순수를 생성하기 위한 장치 또는 증류수를 생성하기 위한 장치를 따로 제공해야할 필요가 있다. 이러한 방식에서는, 장치의 설치 비용이 증가한다. 본 실시형태에서는, 상기 장치가 물을 정제하기 위한 정수기를 갖기 때문에, 수돗물 또는 산업 용수를 상기 장치에 직접 공급할 수 있다. 따라서, 파이프 등을 제공하기 위한 설치 비용이 삭감될 수 있다.
본 발명에 따른 배기 가스 처리 방법은 하기에 설명될 것이다.
전처리 과정에서, 플루오르 화합물과 CO를 함유하는 배기 가스로부터 분상 성분, 수용성 성분, 또는 가수분해 성분이 제거될 수 있다. 배기 가스로부터 분상 성분, 수용성 성분, 또는 가수분해 성분을 제거하기 위한 전처리 구역은 상기 성분들을 흡착제 내로 흡착시키기 위한 흡착 탱크, 팬 스크러버, 물 분무 타워, 또는 가스 통과 교반 탱크를 포함하여 이루어질 수 있다.
전처리 과정에서 분상 성분, 수용성 성분, 또는 가수분해 성분이 제거되는 플루오르 화합물과 CO를 함유한 배기 가스를 700 내지 900℃의 온도에서 O2 및 물(H2O)과 접촉시켜, CO를 CO2로 산화시키고 4개 이상의 탄소 원자를 갖는 플루오르 화합물을 분해시킨다. 배기 가스를 통과시키는 공동 부재(hollow member), 공동 부재 내의 가스를 700 내지 900℃까지 가열하기 위한 가열 장치, 처리될 가스에 대한 주입구, O2에 대한 주입구, 및 물(H2O)에 대한 주입구를 갖는 가열 산화 분해 구역에 의해 가열 산화 분해를 수행한다.
가열 산화 분해 구역은 바람직하게 배기 가스와 O2 및 물(H2O)과의 접촉 효율, 및 가열 효율을 증진시키기 위한 추가 장치를 가져야 한다. 이 경우, 배기 가스와 O2 및 물(H2O)과의 접촉 효율을 증진시키기 위한 추가 장치에 의해 배기 가스의 격렬한 흐름이 생성된다. 상기 추가 장치는 가열 효율을 증진시키기 위해, 히터에 의해 생성된 복사열을 수용하여 이의 온도 및 배기 가스를 사용한 이의 열 전달 면적을 증가시킨다. 따라서, 가열 산화 분해 구역은 크기가 작게 만들어질 수 있으며, 작은 열용량을 갖는 히터를 사용할 수 있다.
또한, 가열 산화 분해 구역에서 플루오르 화합물이 분해될 때 생성된 산 가스(HF)를 배기 가스로부터 제거한다. HF를 흡착제 내로 흡착시키기 위한 흡착 탱크, 팬 스크러버, 물 분무기, 또는 가스 통과 교반 탱크와 같은 후처리 구역에 의해 HF의 제거를 수행한다. 상기 공정을 사용하여, 인체에 해로울 것으로 생각되는 가스를 배기 가스로부터 완전히 제거할 수 있다.
지구 온난화의 면에서 배기 가스로부터 바람직하지 못한 성분을 제거하기 위해, 가열 산화 분해 후 촉매 반응에 의한 분해를 수행할 수 있다. 구체적으로, 촉매 반응 구역에서, 600 내지 900℃의 온도에서 배기 가스를 O2, 물(H2O) 및 플루오르 화합물 분해용 촉매와 접촉시켜 3개 이하의 탄소 원자를 갖는 플루오르 화합물 및 SF6를 분해할 수 있다. 촉매 반응 구역은 플루오르 화합물을 분해하기 위해 그 안에 충전된 촉매, 및 600 내지 900℃의 온도에서 촉매층을 가열하기 위한 가열 장치 또는 상기 가열 산화 분해 구역에서 700 내지 900℃로 가열된 가스를 600 내지 900℃의 온도에서 유지하기 위한 열 절연 부재를 갖는다.
상기 시스템은 순수 생성 장치, 증류기, 배기 가스의 처리에 사용된 물(H2O)을 정제하기 위한 필터 메카니즘을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 시스템은 바람직하게 가열 산화 분해 구역 또는 촉매 반응 구역의 배기 열과의 열 교환에 의해 액상으로 공급된 물(H2O)을 증발시키기 위한 메카니즘을 포함하여 이루어진다. 이 메카니즘을 사용하면, 배기 열을 물의 증발에 이용할 수 있기 때문에, 상기 시스템에는 물(H2O)을 증발시키기 위한 특별한 열 공급원이 필요 없다.
촉매 반응 구역은 바람직하게 촉매층의 하류측에 세라믹으로 이루어진 충전재를 가져야 한다. 후처리 구역이 물 분무기를 갖고 촉매 반응 구역과 후처리 구역이 서로 일체로 조합될 경우, 물 분무기로부터 분무된 물이 촉매층에 도달하는 것이 충전재에 의해 방지되기 때문에, 촉매의 열화가 방지된다. 물이 충전재 사이의 공간에서 유지되기 때문에, PFC 분해 과정에서 생성된 HF가 물과 효율적으로 접촉하여, HF의 제거율 및 배기 가스의 냉각 효과가 증가될 수 있다.
다음에, 도 3에 나타난 배기 가스 처리 장치와 동등한 시험 장치를 사용한 배기 가스 처리의 시험 결과를 하기에 기재할 것이다. 처리될 다양한 형태의 가스와 혼합된 N2 가스를 시험 장치 내로 도입하고, 가스 중의 성분의 농도를 여러 위치에서 측정하였다.
처리될 가스는 SiF4, CHF3, C4F8, C4F6, CO, C5F8, NF3, SF6 및 CF4를 포함하여 이루어졌다. 이 시험에서, SiF4 60 ㎖/min, CHF3 180 ㎖/min, C4F8 60 ㎖/min, C4F6 10 ㎖/min, CO 1200 ㎖/min, C5F8 10 ㎖/min, NF3 120 ㎖/min, SF6 120 ㎖/min, 및 CF4 450 ㎖/min의 유속으로 공급하였다. 이 가스들을 120 ㎖/min의 유속으로 공급된 N2 가스와 혼합하고 시험 장치 내로 도입하였다. 산화에 필요한 O2를 공급하기 위해 3.0 ℓ/min의 유속으로 가열 산화 분해 구역 내로 공기를 도입하였다. 유사하게, 산화 및 분해를 위해 순수를 5 ㎖/min의 유속으로 가열 산화 분해 구역 내로 도입하였다.
하기에 열거된 바와 같은 시험 장치의 주입구(위치 A), 전처리 구역의 출구(위치 B), 가열 산화 분해 구역의 출구(위치 C), 및 후처리 구역의 출구(위치 D)에서 가스 중의 성분의 농도를 측정하였다.
성분 위치 A 위치 B 위치 C 위치 D
CF4 (ppm) 4180 3810 3350 < 0.2
CHF3 (ppm) 1580 1490 < 0.2 < 0.2
C4F8 (ppm) 550 540 < 0.2 < 0.2
C5F8 (ppm) 69 62 < 0.2 < 0.2
C4F6 (ppm) 72 67 < 1 < 1
CO (ppm) 9100 8940 < 2 < 2
NF3 (ppm) 940 925 < 1 < 1
SF6 (ppm) 950 930 670 < 1
HF (ppm) - < 1 - < 1
SiF4(ppm) 476 < 1 - -
상기 결과로부터, 전처리 구역에서 SiF4 및 HF가 실질적으로 검출되지 않으므로 전처리 구역에 의해 산 가스가 효율적으로 처리될 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 가열 산화 분해 구역에서 CO, C4F8, C5F8, C4 F6, CHF3, 및 NF3가 실질적으로 검출되지 않으므로 가열 산화 분해 구역에 의해 이러한 가스가 효율적으로 처리될 수 있다는 것도 알 수 있다. 또한, 가열 산화 분해 구역의 출구에서 검출된 CF4 및 SF6가 후처리 구역의 출구에서는 검출되지 않았다. 따라서, 촉매 반응 구역 및 전처리 구역에 의해 CF4 및 SF6가 효율적으로 처리될 수 있다. 또한, 전처리 구역의 출구에서 HF가 검출되지 않았다. 따라서, 촉매 반응 구역에서 HF가 생성된다 할지라도, HF는 후처리 구역에 의해 효율적으로 처리된다.
도 4는 본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치를 나타내는 투시도이다. 도 4에 나타난 배기 가스 처리 장치는 전처리 구역, 가열 산화 분해 구역, 촉매 반응 구역, 및 후처리 구역 모두를 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 배기 가스 처리 장치를 사용하면, PFC 및 CO와 함께 산 가스 및 NH3와 같은, 수용성 성분, 가수분해 성분, 또는 분상 성분을 배기 가스로부터 저비용으로 효율적으로 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 배기 가스 처리 장치는 반도체 제조 장치 등으로부터 배출된 반응성 성분 및 유해 성분의 높은 제거력을 가진다. 또한, 상기 배기 가스 처리 장치는 콤팩트한 구조를 가지므로, 설치 및 유지를 위해 단지 작은 면적이 필요하다. 열적 NOx 등은 배기 가스 처리 장치로부터 배출되지 않으며 배기 가스 정화 장치는 절대 안전을 보장하며, 즉, 장치로서 매우 안전하다.
상기 실시예에서, 배기 가스 처리 장치는 전처리 구역, 가열 산화 분해 구역, 촉매 반응 구역, 및 후처리 구역 모두를 포함하여 이루어진다. 그러나, 후처리 구역 및 후처리 구역은 배기 가스 처리 장치로부터 분리되어 제공된다. 또한, 전처리 구역은 다수의 배기 가스 처리 장치를 위해 제공될 수 있으며 다수의 배기 가스 처리 장치로부터 배출된 배기 가스에 함유된 산 가스를 집중적으로 처리할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 반도체 제조 장치로부터 배출된 플루오르 화합물과 CO를 함유한 배기 가스를 효율적이고 경제적으로 해독시킬 수 있다.
배기 가스 처리 방법 및 장치는 상기의 예시된 실시예에 한정되지는 않는다. 본 발명의 특정 바람직한 실시형태가 나타나고 상세히 설명되었다 하더라도, 첨부된 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변화 및 변형이 이에 가해질 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은, 반도체 제조 장치의 내표면의 건식-세정 공정 또는 산화물막과 같은 다양한 형태의 막의 에칭 공정과 같은 반도체 제조 공정에서 배출되는 플루오르 화합물과 일산화탄소 가스(CO)를 효율적으로 해독하기 위한 장치에 사용하기에 적합하다.

Claims (8)

  1. 배기 가스로부터 분상 성분, 수용성 성분 및 가수분해 성분 중 하나 이상을 제거하는 단계;
    그리고 나서 배기 가스에 O2와 H2O를 첨가하는 단계;
    그리고 나서 배기 가스를 가열하여 배기 가스 중의 플루오르 화합물과 CO 중 하나 이상을 분해하거나 산화시키는 단계; 및
    분해되거나 산화된 배기 가스로부터 플루오르 화합물이 분해될 때 생성된 산 가스를 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는, 플루오르 화합물과 CO 중 하나 이상을 함유하는 배기 가스의 처리 방법
  2. 제 1항에 있어서,
    촉매 반응에 의해 배기 가스를 분해하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    흡착제로 흡착시키거나 가스-액체 접촉에 의해 배기 가스로부터 분상 성분, 수용성 성분 및 가수분해 성분 중 하나 이상을 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    흡착제 또는 가스-액체 접촉에 의해 배기 가스로부터 상기 산 가스를 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 가열이 700 내지 900℃의 온도에서 배기 가스를 가열하는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. O2와 H2O를 배기 가스에 첨가하는 단계; 및
    배기 가스를 700 내지 900℃의 온도로 가열하여 배기 가스 중의 CO, 4개 이상의 탄소 원자를 갖는 플루오르 화합물, 하이드로플루오로카본 및 NF3 중 하나 이상을 해독하는 단계를 포함하여 이루어지는, 플루오르 화합물과 CO 중 하나 이상을 함유하는 배기 가스의 처리 방법.
  7. 배기 가스로부터 분상 성분, 수용성 성분 및 가수분해 성분 중 하나 이상을 제거하기 위한 제 1 처리 구역;
    플루오르 화합물과 CO 중 하나 이상의 가열 산화 분해를 수행하여 배기 가스를 해독시키기 위한 가열 산화 분해 구역;
    상기 가열 산화 분해 구역에 02를 공급하기 위한 O2 공급기;
    상기 가열 산화 분해 구역에 H20를 공급하기 위한 H2O 공급기; 및
    가열 산화 분해 후 배기 가스 중의 산 가스를 제거하기 위한 제 2 처리 구역을 포함하여 이루어지는, 플루오르 화합물과 CO 중 하나 이상을 함유하는 배기 가스 처리 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    촉매 반응에 의해 배기 가스를 분해하기 위한 촉매 반응 구역을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160146833A (ko) 2015-03-26 2016-12-21 한국에너지기술연구원 난분해성 유해가스 소각처리를 위한 에너지 절약형 연소장치 및 이의 운전방법

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5955037A (en) * 1996-12-31 1999-09-21 Atmi Ecosys Corporation Effluent gas stream treatment system having utility for oxidation treatment of semiconductor manufacturing effluent gases
US20010001652A1 (en) * 1997-01-14 2001-05-24 Shuichi Kanno Process for treating flourine compound-containing gas
JP3976459B2 (ja) * 1999-11-18 2007-09-19 株式会社荏原製作所 フッ素含有化合物を含む排ガスの処理方法及び装置
JP2004253699A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Toshiba Corp 排ガスの熱酸化分解式除害装置
US20050175524A1 (en) * 2003-04-01 2005-08-11 Yoichi Mori Method and apparatus for treating exhaust gas
US20050175521A1 (en) * 2004-02-09 2005-08-11 Wu-Niang Feng Method for cleaning harmful materials in semiconductor waste gas
CN100528292C (zh) * 2004-10-07 2009-08-19 日本派欧尼株式会社 排气的处理方法和处理装置
US7736599B2 (en) 2004-11-12 2010-06-15 Applied Materials, Inc. Reactor design to reduce particle deposition during process abatement
JP2008546525A (ja) * 2005-06-13 2008-12-25 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 処理を除害する方法および装置
WO2007053626A2 (en) 2005-10-31 2007-05-10 Applied Materials, Inc. Process abatement reactor
WO2007095133A2 (en) * 2006-02-11 2007-08-23 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for pfc abatement using a cdo chamber
KR101341360B1 (ko) * 2006-03-07 2013-12-13 도아고세이가부시키가이샤 Ｈｃｄ 가스의 제해방법과 제해장치
DE502007005566D1 (de) * 2006-07-05 2010-12-16 Patco Engineering Gmbh Verfahren zum kühlen und konvertieren von heissen abgasen sowie vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens
GB0702837D0 (en) * 2007-02-14 2007-03-28 Boc Group Plc Method of treating a gas stream
JP5636955B2 (ja) * 2010-12-27 2014-12-10 三菱日立パワーシステムズ株式会社 熱回収利用システム
WO2012123224A1 (de) * 2011-03-14 2012-09-20 Untha Recyclingtechnik Gmbh Verfahren und anlagen zur behandlung von kältemittel und/oder treibmittel aufweisenden fluiden
US8043574B1 (en) 2011-04-12 2011-10-25 Midwest Refrigerants, Llc Apparatus for the synthesis of anhydrous hydrogen halide and anhydrous carbon dioxide
US8128902B2 (en) * 2011-04-12 2012-03-06 Midwest Refrigerants, Llc Method for the synthesis of anhydrous hydrogen halide and anhydrous carbon dioxide
US8834830B2 (en) 2012-09-07 2014-09-16 Midwest Inorganics LLC Method for the preparation of anhydrous hydrogen halides, inorganic substances and/or inorganic hydrides by using as reactants inorganic halides and reducing agents
CN107073392B (zh) * 2014-10-06 2020-08-25 北京康肯环保设备有限公司 废气处理装置
CN104667713B (zh) * 2015-02-06 2016-11-23 上海创洁科技股份有限公司 三氟化氮废气处理系统及处理方法
CN106152149A (zh) * 2015-04-07 2016-11-23 苏州新宇诺节能环保科技有限公司 使用蓄热式高温氧化炉净化有机废气的方法
CN106152150A (zh) * 2015-04-07 2016-11-23 苏州新宇诺节能环保科技有限公司 一种使用蓄热式高温氧化炉净化有机废气的方法
CN106914105B (zh) * 2015-12-25 2019-12-31 日立造船株式会社 气体水洗装置
TWI637780B (zh) * 2016-07-18 2018-10-11 東服企業股份有限公司 半導體製程廢氣燒結反應後捕捉生成物的方法及其裝置
KR101825825B1 (ko) * 2016-08-02 2018-02-06 주식회사 에코프로 질소산화물, 염화불화탄소류, 수소염화불화탄소류, 수소불화탄소류 및 과불화화합물을 포함하는 복합 폐가스의 통합 처리 시스템
CN106524191A (zh) * 2016-10-31 2017-03-22 江苏优瑞德环境科技有限公司 含氟烷烃废气焚烧处理工艺及装置
CN107297127B (zh) * 2017-06-21 2020-06-19 江苏春申堂药业有限公司 一种VOCs废气处理方法
CN108506948A (zh) * 2018-04-12 2018-09-07 阮红艺 一种废气处理用电加热炉
CN109453731B (zh) * 2018-11-23 2020-11-24 南京森尔电力器材有限公司 一种环保型塑料稳定剂的生产和传输装置
US11627743B2 (en) * 2020-01-09 2023-04-18 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Rack assembly for an indoor smoker
TWI737503B (zh) * 2020-09-28 2021-08-21 棨揚企業有限公司 水溶性廢氣淨化設備
KR102588533B1 (ko) * 2021-06-04 2023-10-12 엠에이티플러스 주식회사 전자산업 폐가스 처리 장치

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5492678A (en) * 1993-07-23 1996-02-20 Hokushin Industries, Inc. Gas-cleaning equipment and its use
JP3016690B2 (ja) * 1994-05-30 2000-03-06 カンケンテクノ株式会社 半導体製造排ガス除害方法とその装置
US20010001652A1 (en) 1997-01-14 2001-05-24 Shuichi Kanno Process for treating flourine compound-containing gas
JP3269456B2 (ja) * 1997-06-20 2002-03-25 株式会社日立製作所 フッ素含有化合物の分解処理方法、触媒及び分解処理装置
JP3217034B2 (ja) 1997-11-14 2001-10-09 株式会社日立製作所 過弗化物の処理方法及びその処理装置
TW550112B (en) 1997-11-14 2003-09-01 Hitachi Ltd Method for processing perfluorocarbon, and apparatus therefor
US6602480B1 (en) 1998-08-17 2003-08-05 Ebara Corporation Method for treating waste gas containing fluorochemical
JP2000323414A (ja) * 1999-04-30 2000-11-24 Applied Materials Inc 基板処理装置
DE19955066C2 (de) * 1999-11-15 2002-01-24 Wandres Micro Cleaning Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen von Oberflächen
JP3976459B2 (ja) 1999-11-18 2007-09-19 株式会社荏原製作所 フッ素含有化合物を含む排ガスの処理方法及び装置
JP2001293335A (ja) * 2000-04-12 2001-10-23 Ebara Corp フッ素含有化合物を含む排ガスの処理方法
JP3889932B2 (ja) * 2001-02-02 2007-03-07 株式会社荏原製作所 フッ素含有化合物及びｃｏを含むガスの処理方法及び装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160146833A (ko) 2015-03-26 2016-12-21 한국에너지기술연구원 난분해성 유해가스 소각처리를 위한 에너지 절약형 연소장치 및 이의 운전방법

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