KR20120049968A - Atmospheric pressure plasma gas scrubbing equipment - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for scrubbing an atmospheric pressure plasma gas is provided to improve the process efficiency of a process gas by maintaining a process gas to be 150 degrees or more as an indirect heat source of plasma. CONSTITUTION: A process gas inflow line(140) is connected to a bottom portion of an exterior wall(130b). The process gas inflow line lets a process gas to be processed flow from the outside. A process gas exhaust line(150) is connected to an upper end of the exterior wall. The process gas exhaust line discharges the process gas flowing in. An injection portion injects water into a waveguide(110).

Description

상압 플라즈마 가스 스크러빙 장치{Atmospheric Pressure plasma gas scrubbing equipment}Atmospheric Pressure plasma gas scrubbing equipment

본 발명은 상압 플라즈마 가스 스크러빙 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정가스와 플라즈마 토치로부터 발생하는 열원을 접촉시킴으로써 공급되는 물의 증발을 플라즈마 반응기 이전에 수행할 수 있는 상압 플라즈마 가스 스크러빙 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an atmospheric pressure plasma gas scrubbing apparatus, and more particularly, to an atmospheric pressure plasma gas scrubbing apparatus capable of performing evaporation of water supplied by contacting a process gas and a heat source generated from a plasma torch before the plasma reactor.

기체 상태의 물질에 계속 열을 가하여 온도를 올려주면, 이온핵과 자유전자로 이루어진 입자들의 집합체가 만들어진다. 물질의 세 가지 형태인 고체, 액체, 기체와 더불어 '제4의 물질상태'로 불리며, 이러한 상태의 물질을 플라즈마라고 한다. 이러한 플라즈마를 이용하는 다양한 응용 장치들이 지속적으로 개발, 적용되고 있다. 이러한 플라즈마 응용예 중 하나는 반도체, 화학 공정 등에 필수적으로 발생하는 폐가스의 처리이다. When the temperature of a gaseous substance is continuously heated to raise its temperature, an aggregate of particles composed of an ion nucleus and free electrons is formed. Along with the three forms of matter, solid, liquid and gas, it is called the 'fourth state of matter' and this state of matter is called plasma. Various application devices using the plasma have been continuously developed and applied. One such plasma application is the treatment of waste gases which are essentially generated in semiconductors, chemical processes and the like.

종래 기술에 의한 폐가스 처리 방법 중 하나는 플라즈마 공정과 수냉식 공정이 결합된 기술이다. 그 예로 대한민국 공개특허공보 10-2007-0066998호는 플라즈마 공정이 진행되는 가스처리 챔버, 상기 가스처리 챔버에 물을 분사하기 위한 노즐, 상기 가스처리 챔버로부터 발생한 물탱크 등을 포함하는 구성을 개시한다. 하지만, 상기 고온 가스처리챔버에 물을 분사하기 위한 노즐을 구비하며, 고온 가스처리 챔버에서 물의 직접 증발을 유도하나, 이 경우 실제 고온의 열 에너지 감소가 발생하는 문제가 있다. 또한, 물의 증발 과정이 반응 과정과 함께 진행되므로, 분해된 폐가스와 물과의 반응이 지연되는 문제가 있다. One of the waste gas treatment methods according to the prior art is a combination of a plasma process and a water-cooled process. As an example, Korean Patent Laid-Open No. 10-2007-0066998 discloses a configuration including a gas treatment chamber in which a plasma process is performed, a nozzle for injecting water into the gas treatment chamber, a water tank generated from the gas treatment chamber, and the like. . However, the nozzle is provided with a nozzle for injecting water into the hot gas processing chamber, and induces direct evaporation of water in the hot gas processing chamber. In addition, since the evaporation process of water proceeds along with the reaction process, there is a problem that the reaction of the decomposed waste gas and water is delayed.

더 나아가, 반도체 장치 등으로부터 발생하는 폐가스는 다량의 파우더 성분및 점착성 성분을 함유하고 있어 시간이 지나면 쉽게 접착되어 응집되는 현상을 보이며, 이러한 응집으로 인하여 배관에 막힘 현상이 발생한다. 이를 방지하기 위해 종래에는 배관 라인에 히팅 자켓(Heating Jacket)을 설치하고, 가열된 질소(N2)를 희석시키는 방식으로 파우더나 점착성 성분이 온도 하강에 따라 응집되는 문제를 해결하였으나, 이로 인한 처리 비용 상승의 문제가 있었다. Furthermore, the waste gas generated from the semiconductor device and the like contains a large amount of powder components and sticky components, and thus easily adheres and aggregates over time, which causes clogging in the pipe. In order to prevent this problem, conventionally, a heating jacket was installed in the piping line, and the problem of agglomeration of powder or adhesive components with the temperature drop was solved by diluting the heated nitrogen (N2). There was a problem of ascension.

따라서, 상기 문제를 해결하기 위하여 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래 기술에 비하여 경제적이고, 효과적인 폐가스 처리가 가능한, 상압 플라즈마 스크러빙 장치를 제공하는 것이다Accordingly, the problem to be solved by the present invention to solve the above problems is to provide an atmospheric pressure plasma scrubbing apparatus, which is economical and effective waste gas treatment compared to the prior art.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 마이크로웨이브 발생부; 상기 마이크로웨이브 발생부로부터 발생한 마이크로웨이브가 인가되는 도파관; 상기 도파관에 연결되며, 상기 도파관 내에서 인가되는 마이크로웨이브에 의한 플라즈마가 발생하여 토치가 외부로 배출되는 유전관; 상기 도파관 하단에 연결되어, 소정 간격으로 이격된 외벽과 내벽을 포함하며, 내벽 내부에 상기 유전관이 구비되는 반응기; 상기 외벽의 하단에 연결되어, 처리하고자 하는 공정가스가 외부로부터 유입되는 공정가스 유입라인; 상기 외벽 상단에 연결되어, 상기 유입된 공정가스가 배출되는 공정가스 배출라인; 및 상기 도파관 상단에 구비되어, 물을 상기 도파관으로 주입시키기 위한 주입부를 포함하며, 여기에서 상기 공정가스 배출라인은 상기 주입부에 연결되며, 물과 상기 공정가스가 상기 주입부에서 혼합된 후, 도파관으로 유입되는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 가스 스크러빙 장치를 제공한다. In order to solve the above problems, the present invention is a microwave generating unit; A waveguide to which microwaves generated from the microwave generator are applied; A dielectric tube connected to the waveguide and generating a plasma by microwaves applied in the waveguide to discharge the torch to the outside; A reactor connected to the bottom of the waveguide, the outer wall and the inner wall spaced at predetermined intervals, and the dielectric tube being provided inside the inner wall; A process gas inlet line connected to a lower end of the outer wall to receive a process gas to be treated from the outside; A process gas discharge line connected to an upper end of the outer wall to discharge the introduced process gas; And an injection part provided at an upper end of the waveguide, for injecting water into the waveguide, wherein the process gas discharge line is connected to the injection part, and after the water and the process gas are mixed in the injection part, It provides an atmospheric pressure plasma gas scrubbing apparatus, characterized in that it is introduced into the waveguide.

본 발명의 일 실시예에서 상기 반응기 내벽은 스테인레스 스틸, 알루미늄 및 철로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속으로 이루어진다. In one embodiment of the invention the reactor inner wall is made of one or more metals selected from the group consisting of stainless steel, aluminum and iron.

본 발명의 일 실시예에서 상기 공정가스 유입라인을 통하여 유입된 공정가스는 상기 반응기 내벽의 열에 의하여 온도가 상승된다. In one embodiment of the present invention, the process gas introduced through the process gas inlet line is raised in temperature by the heat of the inner wall of the reactor.

본 발명의 일 실시예에서 상기 공정가스의 온도는 150℃ 이상이며, 상기 반응기 내벽과 외벽은 원통 형태로서, 밀봉 구조이다. In an embodiment of the present invention, the temperature of the process gas is 150 ° C. or more, and the inner wall and the outer wall of the reactor have a cylindrical shape and have a sealed structure.

본 발명에 따른 플라즈마 가스 스크러빙 장치는 유입되는 공장가스를 하부 반응기 내벽을 따라 상승시킴으로써, 플라즈마 토치 열원으로 공정가스를 가열시킨다. 이후 가열된 공정가스와 노즐을 통하여 분사되는 물 입자를 플라즈마 반응기 전단에서 혼합시킴으로써 물 입자의 증발을 유도한다. 이로써 실제 플라즈마 반응기의 온도를 효과적으로 낮춤과 동시에 낮은 온도의 공정 가스로 인한 물의 응축 현상을 방지하여, 스크러빙 효과를 극대화할 수 있다. 또한 공정가스를 플라즈마의 간접 열원(즉, 반응기 내벽에 발생하는 열)으로 150도 이상으로 유지시킴으로써, 혼합되는 수증기를 과열수증기(Superheated Steam) 상태로 유지시키는 역할을수행하며, 이를 통하여 수증기 주입시 최초의 과열수증기 상태를 유지시켜, 공정가스와 보다 잘 혼합되게 하며, 그 결과 공정가스의 처리효율이 향상된다. 더 나아가, 반응기와 접촉하는 공정가스의 가열로 인하여 상기 반응기의 온도는 상대적으로 떨어지며, 이로써 고온으로 인한 반응기 수명단축, 그리고 고온으로 인한 작업 위험성의 문제를 해결할 수 있다. The plasma gas scrubbing apparatus according to the present invention heats the process gas to the plasma torch heat source by raising the incoming plant gas along the inner wall of the lower reactor. Thereafter, the heated process gas and water particles sprayed through the nozzle are mixed at the front end of the plasma reactor to induce evaporation of the water particles. This effectively lowers the temperature of the actual plasma reactor and at the same time prevents condensation of water due to the low temperature process gas, thereby maximizing the scrubbing effect. In addition, by maintaining the process gas at 150 degrees or more as an indirect heat source of the plasma (that is, the heat generated in the reactor inner wall), it serves to maintain the mixed water vapor in the superheated steam state, when the steam injection Maintaining the original superheated steam condition allows for better mixing with the process gas, resulting in improved process gas treatment efficiency. Furthermore, the temperature of the reactor is relatively lower due to the heating of the process gas in contact with the reactor, thereby reducing the reactor life due to the high temperature and the risk of operation due to the high temperature.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 스크러빙 장치의 모식도이고, 도 2는 이의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 스크러빙 방법의 단계도이다.
1 is a schematic diagram of an atmospheric pressure plasma scrubbing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view thereof.
3 is a step diagram of an atmospheric pressure plasma scrubbing method according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 도면을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are provided as examples to ensure that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.

본 발명에 따른 상압 플라즈마 스크러빙 장치는 마이크로웨이브에 의하여 발생하는 플라즈마를 이용하여 폐가스 등의 반응 가스를 분해, 처리하는데, 반응기로 유입되는 공정가스를 반응기 내벽과 접촉시키는 방식으로 폐가스인 공정가스 온도를 상승시킨다. 즉, 본 발명은 플라즈마 반응 전 공정가스를 플라즈마 열원으로 가열시켜 일정한 양의 열에너지를 반응 전 미리 공급함으로써 공정가스의 응집 문제를 해결하고, 더 나아가, 물의 응축에 따른 스크러빙 효율 저하의 문제를 해결한다. The atmospheric pressure plasma scrubbing apparatus according to the present invention uses a plasma generated by a microwave to decompose and treat a reaction gas such as waste gas. The process gas temperature, which is a waste gas, is contacted with a reactor inner wall by contacting the process gas flowing into the reactor. Raise. That is, the present invention solves the problem of flocculation of the process gas by heating the process gas before the plasma reaction with a plasma heat source and supplying a predetermined amount of thermal energy before the reaction, and further, the problem of lowering the scrubbing efficiency due to the condensation of water. .

이후 온도 상승에 따라 자연스럽게 상승하는 공정가스를 반응기 전단에서 노즐을 통하여 분사되는 물 입자와 혼합시킨다. 즉, 150℃ 이상 수준으로 상승한 공정가스와 물의 혼합에 따라 물은 다시 응축되지 않은 상태(즉, 증발된 증기상태)가 되어, 공정가스와 함께 반응기로 유입된다. The process gas which naturally rises as the temperature rises is then mixed with the water particles sprayed through the nozzle at the front of the reactor. That is, according to the mixing of the process gas and the water raised to the level of 150 ℃ or more, the water is not condensed again (that is, evaporated vapor state), and flows into the reactor with the process gas.

특히 본 발명자는 종래에 플라즈마 처리의 효과를 높이기 위해 수증기를 첨가하는 경우, 수증기가 차가운 폐가스를 만나 바로 포화수증기상태 혹은 미세한 물방울형태로 변하며, 이로 인하여 플라즈마 챔버 내부에서 제대로 확산되지 않게 되며, 이로 인하여 플라즈마가 불안정해지고, 그 결과 공정가스의 처리효율을 저하시키는 문제에 주목하였다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 공정가스를 플라즈마의 간접 열원(즉, 반응기 내벽에 발생하는 열)으로 150도 이상으로 유지시킴으로써, 혼합되는 수증기를 과열수증기(Superheated Steam) 상태로 유지시키는 역할을수행하며, 이를 통하여 수증기 주입시 최초의 과열수증기 상태를 유지시켜, 공정가스와 보다 잘 혼합되게 하며, 그 결과 공정가스의 처리효율이 향상된다. In particular, the inventors of the present invention, when adding water vapor in order to enhance the effect of the conventional plasma treatment, the water vapor meets the cold waste gas and immediately changes into a saturated water vapor state or fine water droplets form, so that it does not diffuse properly in the plasma chamber, thereby Attention has been paid to the problem that the plasma becomes unstable and, as a result, the processing efficiency of the process gas is lowered. In order to solve this problem, the present invention is to maintain the process gas to the superheated steam (superheated steam) state by maintaining the process gas at 150 degrees or more as an indirect heat source (ie heat generated in the inner wall of the reactor) of the plasma This maintains the initial superheated steam during steam injection, allowing it to be better mixed with the process gas, thereby improving the processing efficiency of the process gas.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 스크러빙 장치를 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, an atmospheric pressure plasma scrubbing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 스크러빙 장치의 모식도이고, 도 2는 이의 사시도이다.1 is a schematic diagram of an atmospheric pressure plasma scrubbing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view thereof.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 상압 플라즈마 스크러빙 장치(100)는 마그네트론과 같은 마이크로웨이브 발생부(미도시), 상기 마이크로웨이브로부터 발진하는 마이크로웨이브가 인가되는 도파관(110)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 도파관은 소정 수준만큼 너비와 폭이 동시에 감소하는데, 특히, 너비와 폭의 동시 감소를 통하여, 마이크로웨이브 밀도 증가를 유도하였다. 1 and 2, the atmospheric pressure plasma scrubbing apparatus 100 according to the present invention includes a microwave generating unit (not shown) such as a magnetron, and a waveguide 110 to which microwaves oscillating from the microwaves are applied. . In one embodiment of the present invention, the waveguide is simultaneously reduced in width and width by a predetermined level, and in particular, through simultaneous reduction in width and width, the microwave density is increased.

상기 도파관(110)에는 상기 도파관(110)을 관통하며 연결된 유전관(120)이 구비된다. 상기 유전관(120)은 석영관으로 그 내벽에는 내열성이 강한 질화붕소 등의 물질을 피복하여 고온의 불꽃을 견디도록 구성되며, 상기 유전관(120) 내에 토치가스가 공급되면, 상기 유전관(120) 내에 구비된 점화장치(미도시)에서 방전에 필요한 초기 전자를 공급하여, 상기 유전관(120) 내에서 상압 플라즈마를 발생시킨다. 상기 유전관(120) 표면에는 스월가스가 공급되어 고온의 플라즈마 토치가 유전관에 직접 접촉하는 것을 방지하게 된다. The waveguide 110 is provided with a dielectric tube 120 that is connected to and penetrates the waveguide 110. The dielectric tube 120 is a quartz tube, and its inner wall is coated with a material such as boron nitride having high heat resistance to withstand a high temperature flame. When the torch gas is supplied into the dielectric tube 120, the dielectric tube ( An ignition device (not shown) provided in the 120 supplies initial electrons necessary for discharge, thereby generating an atmospheric pressure plasma in the dielectric tube 120. A swirl gas is supplied to the surface of the dielectric tube 120 to prevent the hot plasma torch from directly contacting the dielectric tube.

본 발명의 일 실시예에서 공정가스 스크러빙 장치는 상기 도파관(110) 하단에 연결되어, 소정 간격으로 이격된 외벽(130b)과 내벽(130a)을 포함하며, 내부에 상기 유전관(120)이 구비되는 반응기(130)를 포함한다. 즉, 본 발명에서는 상기 유전관(120) 외부에 금속 재질의 이중 격벽 형태의 반응기(130)를 구비시키며, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 반응기 내벽(130a)과 외벽(130b)은 소정 거리만큼 이격된 상태를 유지한다. 따라서, 상기 내벽(130a)과 외벽(130b) 사이의 공간에는 공정가스가 유입되어, 내벽(130a)과 접촉하게 되며, 이로써 내벽(130a)에 의한 공정가스 가열이 진행되며, 가열된 공정가스는 반응기 위쪽으로 상승하게 된다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 반응기(130)는 원통 형태나, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않는다. 이때, 내벽(130a)과 접촉하는 공정가스의 가열로 인하여 상기 반응기 내벽(130a)의 온도는 상대적으로 떨어지게 되다. 이로써 고온으로 인한 반응기 수명단축, 그리고 고온으로 인한 작업 위험성의 문제를 해결할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the process gas scrubbing device is connected to the bottom of the waveguide 110, and includes an outer wall (130b) and the inner wall (130a) spaced at a predetermined interval, the dielectric tube 120 is provided therein Which comprises a reactor 130. That is, in the present invention, the reactor 130 having a double barrier rib formed of a metal material is provided on the outside of the dielectric tube 120. In one embodiment of the present invention, the reactor inner wall 130a and the outer wall 130b have a predetermined distance. Keep it spaced apart. Therefore, a process gas flows into the space between the inner wall 130a and the outer wall 130b to come into contact with the inner wall 130a, thereby heating the process gas by the inner wall 130a, and the heated process gas Will rise above the reactor. In one embodiment of the present invention, the reactor 130 is cylindrical, but the scope of the present invention is not limited thereto. At this time, the temperature of the reactor inner wall (130a) is relatively lowered due to the heating of the process gas in contact with the inner wall (130a). This solves the problem of shortening the reactor life due to high temperature and the danger of operation due to high temperature.

상기 반응기 내벽(130a)는 고온의 내부 플라즈마 반응 영역(즉, 내부 유전관)과 외부의 공정가스 유입 경로를 구분하는 벽으로서, 본 발명의 일 실시예에서 상기 내벽(130a)은 스테인레스 스틸 재질과 같은 금속재질이었으나, 이 외에도 알루미늄 및 철로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속으로 이루어질 수 있다. The reactor inner wall 130a is a wall separating a high temperature internal plasma reaction region (ie, an internal dielectric tube) and an external process gas inflow path. In an embodiment of the present invention, the inner wall 130a is formed of a stainless steel material. The same metal material, but in addition, it may be made of one or more metals selected from the group consisting of aluminum and iron.

상기 반응기 외벽(130b)는 상기 내벽(130a)과 외벽(130b) 사이의 공간을 외부 공기와 차단하는 밀봉 구조로서, 상기 외벽(130b) 하단에는 외부 장치(예를 들면 반도체 공정 장치, 200)로부터 처리하고자 하는 공정 가스가 유입되는 공정가스 유입라인(140)이 연결된다. 또한 상기 외벽(130b)의 상단에는 하부로 유입된 공정가스가 외부로 배출되는 공정가스 배출라인(150)이 연결되는데, 상기 공정가스 배출라인(150)은 다시 연장되어, 도파관(110) 상단에 구비되며, 상기 도파관(110)으로 물과 공정가스를 주입하기 위한 주입부(160)에 연결된다. 즉, 상기 주입부(160)에는 물을 주입하기 위한 노즐 등이 구비되어, 물이 도파관내로 유입되는 경로를 제공한다. 또한, 상기 주입부(160)에는 또한 가열된 공정가스가 유동하는 공정가스 배출라인(150)가 연결되며, 상기 공정가스 배출라인(150)으로부터 배출되는 공정가스는 상기 주입부(160)로 주입되는 물과 혼합된다. 본 발명은 특히 상기 공정가스의 온도를 플라즈마 토치의 열원을 이용, 상승시키게 되므로, 상기 주입부(160)로 유입되는 물의 온도가 다시 하강하여, 물이 응축되는 문제를 방지할 수 있고, 스크러빙 효율을 증가시킬 수 있다. The reactor outer wall 130b is a sealing structure that blocks the space between the inner wall 130a and the outer wall 130b from the outside air, and the outer wall 130b has a lower end from an external device (for example, a semiconductor processing apparatus 200). The process gas inlet line 140 into which the process gas to be processed is introduced is connected. In addition, the upper end of the outer wall (130b) is connected to the process gas discharge line 150 is discharged to the process gas flows to the outside, the process gas discharge line 150 is extended again, the waveguide 110 on the top It is provided, and is connected to the injection unit 160 for injecting water and process gas into the waveguide 110. That is, the injection unit 160 is provided with a nozzle for injecting water, and provides a path through which water flows into the waveguide. In addition, the injection unit 160 is also connected to a process gas discharge line 150 through which the heated process gas flows, and the process gas discharged from the process gas discharge line 150 is injected into the injection unit 160. Is mixed with water. In the present invention, since the temperature of the process gas is increased by using a heat source of the plasma torch, the temperature of the water flowing into the injection unit 160 is lowered again, thereby preventing the problem of water condensation and scrubbing efficiency. Can be increased.

특히 본 발명의 일 실시예에서는 상기 반응기 내벽(130a)에 접촉하는 공정가스가 100 내지 150℃ 수준까지 상승하고, 온도 상승에 따라 공정가스가 위로 상승하는 특성을 이용하여, 공정가스를 별도의 펌프 등과 같은 상승수단 없이 반응기 시스템의 업스트림에 유입시킨다. 여기에서 반응기 시스템이라 함은 플라즈마 반응에 따라 가스가 분해되는 영역을 지칭하는 것으로, 도파관(110), 유전관(120)과 도파관 하단의 반응기(130)를 모두 포함한다.Particularly, in one embodiment of the present invention, the process gas in contact with the reactor inner wall 130a rises to a level of 100 to 150 ° C., and the process gas rises up as the temperature rises, so that the process gas is pumped separately. It is introduced upstream of the reactor system without any means such as such. Here, the reactor system refers to a region in which gas is decomposed by the plasma reaction, and includes both the waveguide 110, the dielectric tube 120, and the reactor 130 at the bottom of the waveguide.

본 발명의 일 실시예에 따른 유전관(120)에 주입되는 공정가스의 상승된 온도에 의하여 공정가스의 업스트림에 수증기 상태 또는 입자 상태의 물이 직접 분사된다. 이로써 수증기 상태로 미리 분사된 물은 유전관 내에서 발생하는 플라즈마에 의해 라디칼 성분으로 분해되며, 상기 라디칼들은 CF4 등과 같은 반응가스의 분해를 증폭시키게 되며, 또한 분해된 CF4의 라디칼인 C,F 등과 결합하여 안정적인 물질로 전환된다. Water in the water vapor state or the particulate state is directly injected upstream of the process gas by the elevated temperature of the process gas injected into the dielectric tube 120 according to an embodiment of the present invention. As a result, the water previously sprayed in the vapor state is decomposed into radical components by plasma generated in the dielectric tube, and the radicals amplify the decomposition of the reaction gas such as CF 4, and also C, F, etc., radicals of the decomposed CF 4. In combination with a stable material.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 스크러빙 방법의 단계도이다.3 is a step diagram of an atmospheric pressure plasma scrubbing method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 먼저 처리하고자 하는 공정 가스를 플라즈마 반응이 발생하는 반응기 내벽과 접촉시켜, 온도를 상승시킨다. 상기 내벽과 접촉하는 공정가스가 외부로 배출되는 문제를 방지하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 내벽으로부터 소정 간격으로 이격된 반응기 외벽이 구비되며, 상기 소정 간격 사이로 공정 가스가 유입된다. Referring to FIG. 3, first, a process gas to be treated is brought into contact with an inner wall of a reactor in which a plasma reaction occurs, thereby raising a temperature. In order to prevent a problem that the process gas in contact with the inner wall is discharged to the outside, in one embodiment of the present invention is provided with a reactor outer wall spaced apart from the inner wall at a predetermined interval, the process gas is introduced between the predetermined intervals.

이후 플라즈마 열원에 따라 온도가 상승된 공정 가스는 플라즈마가 발생하는 도파관의 전단에 수증기와 함께 유입되고, 다시 도파관 내로 수증기와 함께 유입되어 플라즈마화된다. 이러한 구성을 통하여, 상압 플라즈마를 이용한 가스 스크러빙 방법은 효과적인 플라즈마 분해 효과를 발생시키고, 수증기 응축에 따른 효율 저하를 방지할 수 있다. Thereafter, the process gas whose temperature is increased according to the plasma heat source is introduced into the front end of the waveguide where the plasma is generated, together with the water vapor, and then introduced into the waveguide together with the water vapor to become plasma. Through this configuration, the gas scrubbing method using the atmospheric pressure plasma can produce an effective plasma decomposition effect, and can prevent the efficiency decrease due to water vapor condensation.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 따라서 그러한 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.Although the invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be made within the spirit and scope of the invention, and such changes or modifications are consequently claimed. You will have to belong to the range.

100: 상압 플라즈마 스크러빙 장치
110: 도파관
120: 유전관
130: 반응기
130a: 반응기 내벽
130b: 반응기 외벽
140: 공정가스 유입라인
150: 공정가스 배출라인
100: atmospheric plasma scrubbing device
110: waveguide
120: genetic tube
130: reactor
130a: reactor inner wall
130b: reactor outer wall
140: process gas inlet line
150: process gas discharge line

Claims (5)

상압 플라즈마 가스 스크러빙 장치에 있어서,
마이크로웨이브 발생부;
상기 마이크로웨이브 발생부로부터 발생한 마이크로웨이브가 인가되는 도파관;
상기 도파관에 연결되며, 상기 도파관 내에서 인가되는 마이크로웨이브에 의한 플라즈마가 발생하여 토치가 외부로 배출되는 유전관;
상기 도파관 하단에 연결되어, 소정 간격으로 이격된 외벽과 내벽을 포함하며, 내벽 내부에 상기 유전관이 구비되는 반응기;
상기 외벽의 하단에 연결되어, 처리하고자 하는 공정가스가 외부로부터 유입되는 공정가스 유입라인;
상기 외벽 상단에 연결되어, 상기 유입된 공정가스가 배출되는 공정가스 배출라인; 및
상기 도파관 상단에 구비되어, 물을 상기 도파관으로 주입시키기 위한 주입부를 포함하며, 여기에서 상기 공정가스 배출라인은 상기 주입부에 연결되며, 물과 상기 공정가스가 상기 주입부에서 혼합된 후, 도파관으로 유입되는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 가스 스크러빙 장치.
In the atmospheric plasma gas scrubbing apparatus,
A microwave generator;
A waveguide to which microwaves generated from the microwave generator are applied;
A dielectric tube connected to the waveguide and generating a plasma by microwaves applied in the waveguide to discharge the torch to the outside;
A reactor connected to the bottom of the waveguide, the outer wall and the inner wall spaced at predetermined intervals, and the dielectric tube being provided inside the inner wall;
A process gas inlet line connected to a lower end of the outer wall to receive a process gas to be treated from the outside;
A process gas discharge line connected to an upper end of the outer wall to discharge the introduced process gas; And
It is provided on the top of the waveguide, and includes an injection unit for injecting water into the waveguide, wherein the process gas discharge line is connected to the injection unit, after the water and the process gas is mixed in the injection unit, the waveguide Atmospheric pressure plasma gas scrubbing apparatus, characterized in that flowing into.
제 1항에 있어서,
상기 반응기 내벽은 스테인레스 스틸, 알루미늄 및 철로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 가스 스크러빙 장치.
The method of claim 1,
The reactor inner wall is an atmospheric pressure plasma gas scrubbing apparatus, characterized in that made of at least one metal selected from the group consisting of stainless steel, aluminum and iron.
제 1항에 있어서,
상기 공정가스 유입라인을 통하여 유입된 공정가스는 상기 반응기 내벽의 열에 의하여 온도가 상승되는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 가스 스크러빙 장치.
The method of claim 1,
Atmospheric pressure plasma gas scrubbing apparatus, characterized in that the temperature of the process gas introduced through the process gas inlet line is increased by the heat of the inner wall of the reactor.
제 3항에 있어서,
상기 공정가스의 온도는 150℃ 이상인 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 가스 스크러빙 장치.
The method of claim 3,
Atmospheric pressure plasma gas scrubbing apparatus, characterized in that the temperature of the process gas is 150 ℃ or more.
제 1항에 있어서,
상기 반응기 내벽과 외벽은 원통 형태로서, 밀봉 구조인 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 가스 스크러빙 장치.
The method of claim 1,
The reactor inner wall and the outer wall is a cylindrical shape, atmospheric pressure plasma gas scrubbing apparatus, characterized in that the sealing structure.
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