KR20140070514A - Ultrasonic scrubber with heat blocking function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버에 관한 것으로서,더욱 상세하게는 반도체 제조 설비의 폐가스를 전달하는 경로 상에 배치되어 초음파 진동을 전달함으로써 반도체 프로세스 챔버로부터 배출되는 폐가스에 의한 분진의 고착을 방지하는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic scrubber having a heat shielding function, and more particularly, to an ultrasonic scrubber having a heat shielding function, and more particularly, to an ultrasonic scrubber having a heat shielding function, To an ultrasonic scrubber equipped with a heat shielding function.
통상적인 반도체 제조 공정은 프로세스 챔버 내에서 유해 가스를 사용하여 고온에서 수행된다. 이때 챔버 내부에서는 유해 가스의 일부만이 웨이퍼의 표면에 증착되고, 나머지 반응하지 않은 가스는 배출된다. 또한 공정이 진행되는 동안 프로세스 챔버 내부에는 각종 발화성 가스와 부식성 이물질 및 유독 성분을 함유한 가스 등이 다량 발생한다. 이러한 배기 가스의 처리를 위해, 프로세스 챔버로부터 배출되는 가스를 정화한 후 대기로 방출하기 위한 스크러버가 설치된다. 그러나 프로세스 챔버에서 배출되는 가스 중의 고형 부산물은 배기 파이프에 고착되어 배기 압력을 상승시키고 진공 펌프를 손상시킴으로써 수명을 단축시켰다. 이로부터 반도체 제조 설비에 고착되는 배출 가스의 부산물을 효율적으로 제거하는 기술이 다각적으로 모색되고 있다.
Conventional semiconductor manufacturing processes are performed at high temperatures using noxious gases in process chambers. At this time, only a part of the noxious gas is deposited on the surface of the wafer in the chamber, and the remaining unreacted gas is discharged. Also, during the process, a large amount of various ignitable gases, corrosive foreign substances, and gases containing toxic components are generated in the process chamber. For the treatment of such exhaust gas, a scrubber for purifying the gas discharged from the process chamber and discharging it to the atmosphere is provided. However, the solid byproducts in the gas discharged from the process chamber are fixed to the exhaust pipe to raise the exhaust pressure and damage the vacuum pump, thereby shortening the life span. From this, a technique for efficiently removing by-products of exhaust gas adhered to a semiconductor manufacturing facility has been searched for in various ways.
본 발명에 대한 배경 기술로서 도면 제1도에 도시된 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0022925호의 반도체 제조 장치의 배기 라인 기술이 있다. 이 기술은 반도체 제조 장치의 공정 챔버의 일측에 연결된 반도체 제조 장치의 배기 라인에 있어서, 상기 공정 챔버의 내부 압력을 조절하기 위한 트로틀 밸브와 상기 트로틀 밸브 하단의 상기 배기 라인에 파우더의 응착을 방지하기 위해 상기 배기 라인의 외벽에 부착된 초음파 진동자와 초음파를 발생시켜 상기 초음파 진동자에 전송하는 초음파 발생기 및 상기 초음파 발생기를 제어하는 제어부를 포함하는 초음파 진동 시스템과, 상기 공정 챔버의 배기 및 진공 상태 유지를 위한 펌프를 포함하는 반도체 제조 장치의 배기 라인을 특징으로 한다. 그러나 이 기술은 고온의 배기 라인의 외벽에 초음파 진동자를 직접 부착하여 초음파를 발생시키는 구조이므로 온도에 따른 초음파 진동자의 효율 저하가 불가피하고, 초음파 진동자가 큐리 포인트(Curie point) 이상으로 과열될 우려가 있다.
As a background to the present invention, there is an exhaust line technology of a semiconductor manufacturing apparatus of Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2007-0022925 shown in FIG. The exhaust line of a semiconductor manufacturing apparatus connected to one side of a process chamber of a semiconductor manufacturing apparatus includes a throttle valve for regulating the internal pressure of the process chamber and a valve for preventing adhesion of the powder to the exhaust line at the lower end of the throttle valve. An ultrasonic vibration system attached to an outer wall of the exhaust line for generating ultrasonic waves and transmitting the generated ultrasonic waves to the ultrasonic vibrator, and a controller for controlling the ultrasonic generator; And an exhaust line of a semiconductor manufacturing apparatus including a pump for supplying the exhaust gas. However, since this technique is a structure in which an ultrasonic vibrator is directly attached to the outer wall of a high-temperature exhaust line to generate ultrasonic waves, it is inevitable that the efficiency of the ultrasonic vibrator is lowered depending on the temperature and the ultrasonic vibrator may overheat at a temperature higher than the Curie point have.
본 발명에 대한 다른 배경 기술로서 도면 제2도에 도시된 대한민국 등록특허공보 제10-0861818 B1호의 반도체 소자 제조를 위한 공정 챔버의 배기장치 기술이 있다. 이 기술은, 반도체 소자 제조를 위한 공정 챔버의 배기장치에 관한 것으로서, 공정진행에 따라 공정 챔버 내에서 생성되는 오염물을 배기시키기 위해 상기 공정 챔버로부터 외부로 연장되는 배기관 상에 진공펌프를 구비하는 반도체 소자 제조를 위한 공정 챔버의 배기장치에 있어서, 상기 배기관의 벽체 자체의 내부에 형성되어 고온 유체가 공급됨으로써 상기 배기관을 가열하게 되는 유로와, 상기 배기관에 대해 부설되어 상기 배기관에 대해 진동 충격을 부여하는 초음파발생수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 그러나 이 기술은 고온의 배기관에 초음파발생수단이 부설되어 배기관을 가열하는 유로 내에 위치함으로써 초음파발생수단이 가열되므로 초음파 변화 효율이 저하되고, 초음파발생수단이 큐리 포인트(Curie point) 이상으로 과열될 우려가 있다.
Another background art of the present invention is a process chamber exhaust technology for manufacturing semiconductor devices of Korean Patent Registration No. 10-0861818 B1 shown in FIG. 2. This technology relates to an exhaust apparatus for a process chamber for manufacturing a semiconductor device and includes a vacuum pump on an exhaust pipe extending outwardly from the process chamber for evacuating contaminants generated in the process chamber as the process progresses, An exhaust device for a process chamber for manufacturing a device, the device comprising: a flow path formed inside the wall of the exhaust pipe to heat the exhaust pipe by supplying a high-temperature fluid; and a flow path provided to the exhaust pipe, And an ultrasonic wave generating means for generating ultrasonic waves. However, in this technique, since the ultrasonic wave generating means is attached to the high-temperature exhaust pipe and the ultrasonic wave generating means is located in the flow path for heating the exhaust pipe, the ultrasonic wave changing efficiency is lowered and the ultrasonic wave generating means may overheat at a Curie point or more .
본 발명에 대한 또 다른 배경 기술로서 도면 제3도에 도시된 대한민국 등록특허공보 제10-0465821 B1호의 반도체 및 액정디스플레이 제조시 반응 부산물의 제거방법 및 이 방법을 수행하기 위한 장치 기술이 있다. 이 기술은, 반도체 및 액정디스플레이(LCD) 제조 시 화학 기상 증착(CVD) 공정 중 배기관에서 파우더(powder)를 형성하는 반응 부산물과 이들을 형성하게 되는 반응 가스를 용액 중에 기포 형태로 공급한 후 이를 초음파의 공동 현상(cavitation)에 의한 파쇄 및 액 막(liquid membrane) 효과를 이용하여 해당 용액에 용해시키는 화학적, 물리적인 처리 방법에 의해 제거하는 방법 및 이 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것으로서, 반도체 또는 LCD의 제조 공정 중 CVD 공정에서 배출되는 반응 가스 및 이에 의해 형성되는 불필요한 염으로 구성된 반응 부산물을 용액이 충전되어 있는 용기 본체 속으로 기포 형태로 공급하고, 상기 기포를 상기 용기 본체 바닥 부위로부터의 초음파 발생과 상기 용액 중에 설치되어 있는 다단계의 우산 모양의 격자 구조를 갖는 제 1 및 제 2 그물 망을 이용해서 여러 단계에 걸쳐 반복해서 파쇄시켜 상기 반응 부산물을 상기 용액 중에 용해시키는 것을 특징으로 한다. 그러나 이 기술은 반응 부산물을 용해시키기 위한 구성으로서 공정에서 배출되는 반응 가스의 경로상에 침적되는 부산물을 제거할 수 없는 한계가 있다.
As another background of the present invention, Korean Patent Registration No. 10-0465821 B1 shown in FIG. 3 is a method for removing reaction by-products in the manufacture of semiconductors and liquid crystal displays, and an apparatus for performing the method. In this technology, reaction by-products forming powders in an exhaust pipe during a chemical vapor deposition (CVD) process in the manufacture of semiconductors and liquid crystal displays (LCDs), and reaction gases forming them are supplied in the form of bubbles in a solution, By a chemical or physical treatment method of dissolving in a solution by using a crushing method and a liquid membrane effect of cavitation of a semiconductor or a method for performing the method, The reaction by-products composed of the reaction gas discharged from the CVD process and unnecessary salts formed by the reaction gas discharged from the CVD process are supplied into the container body filled with the solution in the form of bubbles, And having a multi-step umbrella-like lattice structure installed in the solution, And the reaction by-products are dissolved in the solution by repeatedly pulverizing the reaction mixture at various stages using a mesh net. However, this technique has a limitation in that it is impossible to remove by-products deposited on the path of the reaction gas discharged from the process as a constitution for dissolving the reaction by-products.
본 발명은, 반도체 제조 설비의 폐가스를 전달하는 경로 상에 배치되어 초음파 진동을 전달함으로써 반도체 프로세스 챔버로부터 배출되는 가스 중의 고형 부산물이나 분진의 고착을 효과적으로 배제하는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention provides an ultrasonic scrubber equipped with a heat shielding function which effectively removes solid by-products and dust from gas discharged from a semiconductor process chamber by being disposed on a path for transmitting a waste gas of a semiconductor manufacturing facility and transmitting ultrasonic vibration To solve the problem.
또한 본 발명은, 초음파 변환기로 전도되는 열을 차단시키고 초음파 진동을 전달하는 열차단 진동 부재를 구비함으로써 고온의 환경에서도 초음파 변환기의 효율과 안정성을 보장하는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention also provides an ultrasonic scrubber having a heat shielding function for ensuring the efficiency and stability of an ultrasonic transducer even in a high temperature environment by providing a heat shielding member for shielding heat conducted by the ultrasonic transducer and transmitting ultrasonic vibration And to solve the problem.
아울러 본 발명은, 연속파 및 톤 버스트 파로써 선택적으로 초음파 변환기를 구동함으로써 소모 전력을 저감하고 동시에 초음파 스크러버의 효율을 증대시키는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버를 제공한다.
In addition, the present invention provides an ultrasonic scrubber having a heat shielding function for reducing consumption power and increasing the efficiency of an ultrasonic scrubber by driving an ultrasonic transducer selectively as a continuous wave and a tone burst wave.
상기의 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 반도체 프로세스 챔버로부터 발생하는 폐가스의 배기 경로 상에 위치하는 스크러버 챔버;와, 상기 스크러버 챔버의 외주면을 둘러쌓아 밀착 고정되는 초음파 전달 밴드; 상기 초음파 전달 밴드에 고정 부착되는 열차단 진동 부재; 및 상기 열차단 진동 부재의 타단에 결합되어 초음파 진동을 제공하는 초음파 변환기; 및 상기 초음파 변환기를 전기적으로 구동하는 초음파 변환기 구동 전력증폭기;를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버를 과제의 해결 수단으로 제공한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic transducer comprising: a scrubber chamber positioned on an exhaust path of waste gas generated from a semiconductor process chamber; an ultrasonic wave transmission band fixedly attached to the outer circumferential surface of the scrubber chamber; A heat shield vibration member fixedly attached to the ultrasonic wave transmission band; And an ultrasonic transducer coupled to the other end of the heat shield stage oscillating member to provide ultrasonic vibration; And an ultrasonic transducer driving power amplifier for electrically driving the ultrasonic transducer. The ultrasonic scrubber according to the present invention is provided with a heat shielding function.
본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버에 의하면, 반도체 제조 설비의 폐가스를 전달하는 경로 상에 배치되어 초음파 진동을 전달함으로써 반도체 프로세스 챔버로부터 배출되는 가스 중의 고형 부산물이나 분진의 고착을 효과적으로 배제하는 기술적 효과가 있다. According to the ultrasonic scrubber of the present invention, the ultrasonic vibration is disposed on the path for conveying the waste gas of the semiconductor manufacturing facility, thereby effectively eliminating the sticking of solid by-products and dust in the gas discharged from the semiconductor process chamber There is a technical effect.
또한 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버에 의하면, 초음파 변환기로 전도되는 열을 차단시키고 초음파 진동을 전달하는 열차단 진동 부재를 구비함으로써 고온의 환경에서도 초음파 변환기의 효율과 안정성을 보장하는 효과를 제공한다,.In addition, according to the ultrasonic scrubber having the heat shielding function of the present invention, it is possible to prevent the heat transmitted by the ultrasonic transducer and to provide the ultrasonic vibration, .
아울러 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버에 의하면, 연속파 및 톤 버스트 파로써 선택적으로 초음파 변환기를 구동함으로써 소모 전력을 저감하고 동시에 초음파 스크러버의 효율을 증대시키는 기술적 효과를 제공한다.
In addition, according to the ultrasonic scrubber having the heat shielding function of the present invention, it is possible to reduce the power consumption and to increase the efficiency of the ultrasonic scrubber by selectively driving the ultrasonic transducer with the continuous wave and the tone burst wave.
도면 제1도는 본 발명에 대한 배경 기술로서, 반도체 제조 장치의 배기 라인의 구성
도면 제2도는 본 발명에 대한 다른 배경 기술로서, 반도체 소자 제조를 위한 공정 챔버의 배기장치의 구성
도면 제3도는 본 발명에 대한 또 다른 배경 기술로서, 반도체 및 액정디스플레이 제조시 반응 부산물의 제거방법 및 이 방법을 수행하기 위한 장치의 구성
도면 제4도는 반도체 제조 설비의 프로세스 챔버로부터 배출되는 폐가스 처리 스크러버의 일례
도면 제5도는 본 발명의 기술적 사상
도면 제6도는 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버의 전체 구성
도면 제7도는 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버의 세부 구성
도면 제8도는 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버의 결합 및 작용관계의 구성
도면 제9도는 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버의 초음파 변환기 구동 파형의 일례FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an exhaust line of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing another configuration of the exhaust system of a process chamber for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
FIG. 3 is another background of the present invention, which discloses a method of removing reaction byproducts in the manufacture of semiconductors and liquid crystal displays, and an apparatus for performing the method
FIG. 4 is an example of a waste gas treatment scrubber discharged from a process chamber of a semiconductor manufacturing facility
FIG. 5 shows the technical idea of the present invention
FIG. 6 is a diagram showing the overall configuration of an ultrasonic scrubber having a heat shielding function according to the present invention
7 shows a detailed configuration of an ultrasonic scrubber having a heat shielding function according to the present invention
FIG. 8 is a view showing the combination of the ultrasonic scrubber having the heat shielding function of the present invention,
9 is an example of driving waveforms of an ultrasonic transducer of an ultrasonic scrubber having a heat shielding function of the present invention
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 이에 따라 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다.The following merely illustrates the principles of the invention. Accordingly, those of ordinary skill in the art will appreciate that, although not explicitly described or shown herein, those skilled in the art will be able to embody the principles of the invention and various devices embraced by the concept and scope of the invention. It is to be understood that all of the conditional terms and embodiments recited herein are expressly intended to be purely for purposes of understanding the concepts of the present invention and are not intended to be limiting to such specifically recited embodiments and conditions . It is also to be understood that the detailed description, as well as the principles, aspects and embodiments of the invention, as well as specific embodiments thereof, are intended to cover structural and functional equivalents thereof.
상술한 목적, 특징 및 장점들은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 더욱 분명해 질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도면 제4도는 반도체 제조 설비의 프로세스 챔버로부터 배출되는 폐가스 처리 스크러버의 일례를 도시한다. 프로세스 챔버로부터 발생하는 폐가스는 예비 습식 처리조(pre wet)에서 일차적으로 분진을 제거하고, 열처리 챔버(burn chamber)에 공급되어 열처리 챔버 내에 구비되는 버너 또는 전기적 가열 수단에 의해 연소된다. 열처리 챔버에서 연소된 폐가스는 냉각기(cooler)를 통해 메인 습식 처리조(main wet)에 공급되어 비교적 무거운 분진은 폐가스 처리 수조로 중력에 의해 낙하하며 수조로 떨어진 분진은 수조에 담긴 물 또는 용제에 침전된다. 상기 배기 가스 처리 수조에서 처리되지 않은 미세 분진과 수용성 가스는 집진 장치(demister)로써 처리되어 배출된다. 그러나 상기와 같은 스크러버는 폐가스를 전달하는 경로에 누적하여 고착되는 분진에 의해 전달 경로의 단면이 감소하게 되고 이에 따라 폐가스 압력이 증가하게 된다. 이로 인해 폐가스를 배출하기 위해 구동되는 펌프(미도시)의 부하가 증가하고 분진이 펌프로 유입되어 고장을 유발하거나 반대로 프로세스 챔버로 역유입되어 반도체 제조 수율을 급감시키게 된다. FIG. 4 shows an example of a waste gas treatment scrubber discharged from a process chamber of a semiconductor manufacturing facility. The offgas generated from the process chamber is primarily burned by a burner or electrical heating means provided in a heat treatment chamber which is supplied to a burn chamber and which is primarily dust removed in a pre-wet treatment bath. The waste gas burned in the heat treatment chamber is supplied to the main wet treatment tank through the cooler so that relatively heavy dust is dropped by the gravity force in the waste gas treatment tank and the dust that has fallen into the water tank is precipitated in the water or solvent contained in the water tank do. The untreated fine dust and the water-soluble gas in the exhaust gas treatment tank are treated and discharged as a demister. However, in the above-described scrubber, the cross section of the transfer path is reduced due to dust accumulated and fixed in the path for transferring the waste gas, thereby increasing the waste gas pressure. As a result, the load of the pump (not shown) driven to discharge the waste gas increases and the dust is introduced into the pump to cause a failure or vice versa.
본 발명은 상기와 같은 반도체 제조 설비의 폐가스를 전달하는 경 로상에 배치되어 초음파 진동을 전달함으로써 분진의 고착을 방지하는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버를 제공한다.
The present invention provides an ultrasonic scrubber equipped with a heat shielding function for preventing adhesion of dust by transmitting ultrasonic vibrations disposed on a path for transmitting waste gas of the semiconductor manufacturing facility.
도면 제5도는 본 발명의 기술적 사상을 도시한다. 전술한 바와 같이 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버는 반도체 제조 설비의 폐가스 배출 경로 상의 임의의 위치에 배치되어 초음파 진동을 전달함으로써 분진의 고착을 방지하며 필요에 따라서는 폐가스 배출 경로 상에 본 발명의 스크러버를 별도로 구비할 수도 있다. 따라서 이하에서는 본 발명의 구성에 따라 초음파 진동이 전달되어 폐가스에 의한 분진을 제거하기 위한 폐가스 배출 경로 내지는 별도로 구비되는 스크러버 수단을 스크러버 챔버(100)로 통칭하여 설명한다. FIG. 5 shows the technical idea of the present invention. As described above, the ultrasonic scrubber having the heat shielding function of the present invention is disposed at an arbitrary position on the waste gas discharge path of the semiconductor manufacturing facility and transmits the ultrasonic vibration to prevent the dust from adhering to the waste gas discharge path of the semiconductor manufacturing facility. The scrubber of the present invention may be separately provided. Therefore, the
도면에서와 같이 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버는 스크러버 챔버(100)에 초음파 변환기(200: ultrasonic transducer)로써 초음파 진동을 인가한다. 이때 상기 초음파 변환기(200)는 초음파 변환기 구동 전력증폭기(300)로써 구동된다. 통상의 초음파 대역은 가청 주파수(audible frequency) 대역인 20Hz~20KHz 이상의 주파수 대역을 의미하였으나, 현재에는 10KHz~ 수백MHz 범위의 음파를 초음파 응용의 범위로 한다. 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버는 15KHz~수백KHz 범위의 초음파 변환기를 사용하여 스크러버 챔버(100)에 높은 주파수의 진동을 가함으로써 반도체 공정에서 발생되는 폐가스 및 상기 폐가스가 연소되어 발생하는 분진이 스크러버 챔버(100)에 고착되지 않고 중력의 방향으로 낙하할 수 있도록 하며, 상기 스크러버 챔버(100)의 중력 방향으로 하단에는 별동의 트랩(trap: 미도시)을 설치하여 분진을 수집할 수도 있다.As shown in the drawing, an ultrasonic scrubber having a heat shielding function of the present invention applies ultrasonic vibration to an ultrasonic transducer (200) in a
그러나 전술한 바와 같이 반도체 프로세스 챔버로부터 발생하는 폐가스는 고온 상태이고, 또한 폐가스는 열처리 챔버에 공급되어 버너 또는 전기적 가열 수단에 의해 연소되도록 구성되므로, 스크러버 챔버(100)는 고온 상태가 된다. 따라서 상기 초음파 변환기(200)는 스크러버 챔버(100)에 기계적으로 밀착하여 초음파 진동을 전달하여야 하는 반면 고온의 스크러버 챔버(100)로부터 열을 전도받는 구조로 장착될 수밖에 없다. 통상의 초음파 변환기(200)는 페라이트와 같은 자왜형(magnetosrictive)과 강유전체 세라믹의 전왜형(electrosrictive) 변환기를 이용하며 대부분의 변환기는 큐리 포인트가 150℃~450℃ 이고, 상용화되어 있는 열처리 챔버의 내부 온도는 일반적으로 800℃~850℃에 달한다. 특히 열처리 챔버 부근에서는 초음파 변환기(200)가 큐리 포인트 이상으로 가열될 수 있으며, 그 이외의 폐가스 경로에서도 고온으로 인해 초음파 변환기(200)의 효율이 급격하게 저하된다. However, as described above, since the waste gas generated from the semiconductor process chamber is in a high temperature state, and the waste gas is supplied to the heat treatment chamber and burned by the burner or the electric heating means, the
이를 극복하기 위해 초음파 변환기(200)가 설치되는 폐가스 경로를 냉각하는 방안을 고려할 수 있겠으나, 이러한 경우(예를 들면 LCD 제조공정)에는 폐가스의 냉각에 의해 더욱 많은 분진이 발생되어 오히려 고착 현상이 증가할 수 있다. In order to overcome this problem, it is possible to consider cooling the waste gas path where the
이를 해결하기 위해 본 발명은, 초음파 변환기 구동 전력증폭기(300)로써 구동되는 초음파 변환기(200)로부터 발생되는 초음파 진동을 스크러버 챔버(100)에 기계적으로 밀착하여 제공하고, 상기 스크러버 챔버(100)로부터 발생되는 열이 초음파 변환기(200)로 전도되지 않도록 하는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버를 제공한다.
In order to solve the above problems, the present invention provides ultrasonic vibration generated from an ultrasonic transducer (200) driven by an ultrasonic transducer driving power amplifier (300) mechanically in close contact with a scrubber chamber (100) (EN) An ultrasonic scrubber having a heat shielding function for preventing generated heat from being conducted to the ultrasonic transducer (200).
도면 제6도는 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버의 전체 구성을 도시한다. 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버는, 반도체 프로세스 챔버로부터 발생하는 폐가스의 배기 경로 상에 위치하는 스크러버 챔버(100);와, 상기 스크러버 챔버(100)의 외주면을 둘러쌓아 밀착 고정되는 초음파 전달 밴드(400); 상기 초음파 전달 밴드(400)에 고정 부착되는 열차단 진동 부재(500); 및 상기 열차단 진동 부재(500)에 일단이 고정 결합되어 초음파 진동을 제공하는 초음파 변환기(200); 및 상기 초음파 변환기(200)를 전기적으로 구동하는 초음파 변환기 구동 전력증폭기(300);를 구비한다. 상기 열차단 진동 부재(500)의 내부에는 냉각 매체를 수용하는 냉매 챔버(510)를 구비하며, 상기 열차단 진동 부재(500)의 일방에는 냉각 매체가 공급되는 냉매 주입구(520); 및 상기 열차단 진동 부재(500)의 타방에는 냉각 매체가 배출되는 냉매 배출구(530);를 구비하여 구성된다. 상기 냉매 주입구(520)로 공급되고 냉매 배출구(530)로 배출되는 냉각 매체는 물이나 냉각유를 포함하는 다양한 유체가 사용될 수 있으며, 상기 냉매 주입구(520)로 공급된 냉각 매체는 열차단 진동 부재(500) 내부의 냉매 챔버(510)를 순환 냉각하고 냉매 배출구(530)로 배출된다.
6 shows an overall configuration of an ultrasonic scrubber having a heat shielding function according to the present invention. The ultrasonic scrubber according to the present invention includes a scrubber chamber (100) positioned on an exhaust path of waste gas generated from a semiconductor process chamber, an ultrasonic wave (100) enclosing the outer circumferential surface of the scrubber chamber (100) A transfer band (400); A heat
도면 제7도는 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버의 세부 구성을 도시한다. 도면 제6도에서 설명한 바와 같이 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버는, 반도체 프로세스 챔버로부터 발생하는 폐가스의 배기 경로 상에 위치하는 스크러버 챔버(100)의 외주면을 둘러쌓아 밀착 고정되는 초음파 전달 밴드(400)를 구비한다. 상기 초음파 전달 밴드(400)의 재질은 스크러버 챔버(100)와 동일하거나 근사한 음향 임피던스(acoustic impedance)를 가진 금속 재질로 구성함으로써, 초음파 진동 에너지의 손실을 극소화할 수 있다. 또한 상기 초음파 전달 밴드(400)는 일정폭을 갖는 'C' 형태로 형성하고 상기 'C' 형태의 개방된 부분에 외주 방향으로 절곡 돌출된 고정부를 형성하여 이를 관통하는 볼트로 고정함으로써 스크러버 챔버(100)의 외주면에 밀착시킬 수 있다. FIG. 7 shows a detailed structure of an ultrasonic scrubber having a heat shielding function according to the present invention. 6, the ultrasonic scrubber according to the present invention has a heat shielding function. The ultrasonic scrubber includes an ultrasonic wave transmission unit (not shown) that surrounds and fixes the outer circumferential surface of the
상기 초음파 전달 밴드(400)에는 열차단 진동 부재(500)가 용접으로써 고정 부착되는데, 상기 열차단 진동 부재(500)의 초음파 전달 밴드(400) 대향면은 초음파 전달 밴드(400)의 외주면과 밀착되도록 가공된다. 상기 열차단 진동 부재(500)의 타측면은 초음파 변환기(200)의 진동면에 밀착되는 평면으로 가공되며 상기 평면의 중앙에는 초음파 변환기(200)의 중앙에 형성된 나사 홀과 결합하기 위한 수나사가 돌출 형성된다.
The ultrasonic
도면 제8도는 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버의 결합 및 작용관계의 구성을 도시한다. 도면 제7도에서 설명된 바와 같이 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버는, 스크러버 챔버(100)의 외주면을 둘러쌓아 밀착 고정되는 초음파 전달 밴드(400)에 열차단 진동 부재(500)를 고정 부착하고, 초음파 혼(440)의 진동을 상기 열차단 진동 부재(500)에 공급한다. 상기 열차단 진동 부재(500)는 일정 두께의 금속으로 형성하고 내부에 냉각 매체를 수용할 수 있는 공간으로서 냉매 챔버(510)를 구비한다. 따라서 상기 열차단 진동 부재(500)는, 냉매 주입구(520)로 공급되는 냉각 매체가 열차단 진동 부재(500) 내부의 냉매 챔버(510)를 통해 열차단 진동 부재(500)를 냉각하여 스크러버 챔버(100)로부터 초음파 변환기(200)로 전도되는 열을 차단하고 냉매 배출구(530)로 배출된다.FIG. 8 is a view showing a structure of a combination and an operation relationship of an ultrasonic scrubber having a heat shielding function according to the present invention. As shown in FIG. 7, the ultrasonic scrubber having the heat shielding function of the present invention includes the ultrasonic
상기 열차단 진동 부재(500)의 타단에는 초음파 변환기 구동 전력증폭기(300)로써 구동되는 초음파 변환기(200)가 고정 결합되어 초음파 진동을 제공한다.
An ultrasonic transducer (200) driven by an ultrasonic transducer driving power amplifier (300) is fixedly coupled to the other end of the thermal transient vibration member (500) to provide ultrasonic vibration.
도면 제9도는 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버의 초음파 변환기(200) 구동 파형의 일례를 도시한다. 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버의 초음파 변환기(200)를 구동하는 초음파 변환기 구동 전력증폭기(300)는, 도면의 상단에 도시된 것과 같이 초음파 변환기(200)의 공진 주파수의 연속파(CW: continuous wave) 전압 및 전류를 초음파 변환기(200)에 공급하여 스크러버 챔버(100)에 초음파 진동을 공급하도록 구성된다. 본 발명에서는 상기의 초음파 변환기(200)를 도면 제9도의 하단에 도시된 것과 같은 톤 버스트 파 (tone-burst wave) 발생 및 전력 증폭기를 초음파 변환기 구동 전력증폭기(300)에 구비하여 상기의 연속파(CW) 구동 방식과 함께 선택적으로 초음파 변환기(200)에 제공되도록 구성한다. 상기 톤 버스트 파 (tone-burst wave)의 온 타임(on time) ton과 듀레이션 타임(duration time) tdr은 스크러버 챔버(100)에 의해 제거하고자 하는 폐가스 분진의 종류에 따라 실험적으로 채택된다. 본 발명의 초음파 변환기 구동 전력증폭기(300)는 톤 버스트 파로 초음파 변환기(200)를 구동함으로써, 온 타임(on time) ton 구간에서 제공되는 초음파 진동 및 온 타임(on time) ton과 듀레이션 타임(duration time) tdr의 반복적인 on-off 동작에 의한 진동을 스크러버 챔버(100)에 제공함으로써 초음파 변환기(200)의 소모 전력을 저감하고 동시에 초음파 스크러버의 효율을 증대시킬 수 있는 기술적 효과를 제공한다.
9 shows an example of driving waveforms of the
이상과 같이 설명된 본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버에 의하면 반도체 제조 설비의 폐가스를 배출하는 경로 상의 임의의 위치에 배치되어 초음파 진동을 전달함으로써 프로세스 챔버에서 배출되는 가스 중의 고형 부산물이나 분진의 고착을 효과적으로 배제하는 특징이 있다. 또한 초음파 변환기로 전도되는 열을 차단시키고 초음파 진동을 전달하는 열차단 진동 부재를 제공함으로써 고온의 환경에서도 초음파 변환기의 효율과 안정성을 보장하며, 톤 버스트 파로 초음파 변환기를 구동함으로써 소모 전력을 저감하고 동시에 초음파 스크러버의 효율을 증대시키는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버를 제공한다.
According to the ultrasonic scrubber having the heat shielding function of the present invention described above, the ultrasonic scrubber disposed at an arbitrary position on the path for discharging the waste gas of the semiconductor manufacturing facility transfers the ultrasonic vibration, Is effectively eliminated. In addition, by providing a thermal shunt member that cuts off the heat conducted by the ultrasonic transducer and transmits ultrasonic vibration, the efficiency and stability of the ultrasonic transducer are ensured even in a high temperature environment. By driving the ultrasonic transducer with the tone burst wave, Provided is an ultrasonic scrubber having a heat shielding function for increasing the efficiency of an ultrasonic scrubber.
본 발명의 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버는, 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
The ultrasonic scrubber according to the present invention has been described with respect to a limited number of embodiments and drawings. However, the present invention is not limited thereto, and the ultrasonic scrubber according to the present invention It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
100 : 스크러버 챔버 200 : 초음파 변환기
300 : 초음파 변환기 구동 전력증폭기 400 : 초음파 전달 밴드
500 : 열차단 진동 부재 510 : 냉매 챔버
520 : 냉매 주입구 530 : 냉매 배출구100: scrubber chamber 200: ultrasonic transducer
300: Ultrasonic transducer driving power amplifier 400: Ultrasonic transmission band
500: Thermal shock stage vibration member 510: Refrigerant chamber
520: Refrigerant inlet port 530: Refrigerant outlet port
Claims (10)
반도체 프로세스 챔버로부터 발생하는 폐가스의 배기 경로 상에 위치하는 스크러버 챔버(100);와,
상기 스크러버 챔버(100)의 외주면을 둘러쌓아 밀착 고정되는 초음파 전달 밴드(400);
상기 초음파 전달 밴드(400)에 고정 부착되는 열차단 진동 부재(500); 및
상기 열차단 진동 부재(500)의 타단에 결합되어 초음파 진동을 제공하는 초음파 변환기(200); 및
상기 초음파 변환기(200)를 전기적으로 구동하는 초음파 변환기 구동 전력증폭기(300);
를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버
1. An ultrasonic scrubber having a heat shielding function for waste gas treatment discharged from a process chamber of a semiconductor manufacturing facility,
A scrubber chamber (100) located on an exhaust path of waste gas generated from a semiconductor process chamber;
An ultrasonic wave transmission band (400) which surrounds and fixes the outer circumferential surface of the scrubber chamber (100);
A heat shield vibration member 500 fixedly attached to the ultrasonic wave transmission band 400; And
An ultrasound transducer (200) coupled to the other end of the heat shaker (500) to provide ultrasonic vibration; And
An ultrasound transducer driving power amplifier 300 for electrically driving the ultrasonic transducer 200;
The ultrasonic scrubber according to claim 1,
냉각 매체가 공급되는 냉매 주입구(520); 및
냉각 매체가 배출되는 냉매 배출구(530);를
구비한 것을 특징으로 하는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버
The heat shrouded vibration member (500) according to claim 1,
A refrigerant inlet port 520 through which the cooling medium is supplied; And
A coolant outlet 530 through which the cooling medium is discharged;
And an ultrasound scrubber having a heat shielding function.
스크러버 챔버(100)와 동일하거나 근사한 음향 임피던스(acoustic impedance)를 가진 금속 재질로써 일정폭을 갖는 'C' 형태로 형성하고,
상기 'C' 형태의 개방된 부분에 외주 방향으로 절곡 돌출된 고정부를 관통하는 볼트로 고정함으로써 스크러버 챔버(100)의 외주면에 밀착되도록 구성된 것을 특징으로 하는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버
The ultrasonic transducer according to claim 1,
A metal material having an acoustic impedance equal to or close to that of the scrubber chamber 100 is formed in a 'C' shape having a constant width,
And is configured to be closely attached to the outer circumferential surface of the scrubber chamber (100) by fastening the open portion of the 'C' shape with a bolt passing through the fixing portion that is bent and projected in the outer circumferential direction.
상기 초음파 전달 밴드(400)에 용접으로써 고정 부착되며,
상기 열차단 진동 부재(500)의 초음파 전달 밴드(400) 대향면은 초음파 전달 밴드(400)의 외주면과 밀착되도록 가공되고,
상기 열차단 진동 부재(500)의 타측면은 초음파 변환기(200)의 진동면에 밀착되는 평면으로 가공되며,
상기 평면의 중앙에는 초음파 변환기(200)의 중앙에 형성된 나사 홀과 결합하기 위한 수나사가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버
The heat shrouded vibration member (500) according to claim 1,
Is fixedly attached to the ultrasonic wave transmission band (400) by welding,
The opposite side of the ultrasonic wave transmission band 400 of the heat shaker 500 is processed to be in close contact with the outer circumferential surface of the ultrasonic wave transmission band 400,
The other side surface of the heat-shudder vibration member 500 is processed into a flat surface which is in close contact with the vibration surface of the ultrasonic transducer 200,
And a male screw for coupling with a screw hole formed at the center of the ultrasonic transducer 200 is protruded from the center of the plane.
일정 두께의 금속으로 형성하고 내부에 냉각 매체를 수용할 수 있는 공간으로서 냉매 챔버(510)를 구비한 것을 특징으로 하는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버
The heat shrouded vibration member (500) according to claim 1,
And a coolant chamber (510) formed as a space having a predetermined thickness and capable of accommodating a cooling medium therein, characterized in that an ultrasonic scrubber
냉매 주입구(520)로 공급된 냉각 매체가 열차단 진동 부재(500) 내부의 냉매 챔버(510)를 냉각하여 스크러버 챔버(100)로부터 초음파 변환기(200)로 전도되는 열을 차단하고, 냉매 배출구(530)로 배출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버
The heat shrouded vibration member (500) according to claim 5,
The cooling medium supplied to the refrigerant inlet port 520 cools the refrigerant chamber 510 inside the heat shaking member 500 to block the heat conducted from the scrubber chamber 100 to the ultrasonic transducer 200, 530). ≪ RTI ID = 0.0 > 5. < / RTI &
상기 열차단 진동 부재(500)가 초음파 전달 밴드(400)에 고정 부착되는 타단에,
초음파 변환기 구동 전력증폭기(300)로써 구동되는 초음파 변환기(200)가 고정 결합되어,
초음파 진동을 스크러버 챔버(100)로 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버
The heat shrouded vibration member (500) according to claim 1,
At the other end fixedly attached to the ultrasonic wave transmission band 400,
An ultrasonic transducer 200 driven by an ultrasonic transducer driving power amplifier 300 is fixedly coupled,
Characterized in that the ultrasonic vibrator is configured to provide ultrasonic vibration to the scrubber chamber (100)
초음파 변환기(200)의 공진 주파수의 연속파(CW: continuous wave) 전압 및 전류를 초음파 변환기(200)에 공급하여 스크러버 챔버(100)에 초음파 진동을 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버
The ultrasonic transducer driving power amplifier according to claim 1,
And supplies ultrasonic vibrations to the scrubber chamber (100) by supplying a continuous wave (CW) voltage and current of the resonance frequency of the ultrasonic transducer (200) to the ultrasonic transducer (200) Ultrasonic scrubber
초음파 변환기(200)의 공진 주파수의 전압 및 전류를
듀레이션 타임(duration time) tdr 의 주기로 온 타임(on time) ton 구간에서 초음파 변환기(200)에 공급하는
톤 버스트 파 (tone-burst wave)의 전압 및 전류를 초음파 변환기(200)에 공급하여 스크러버 챔버(100)에 초음파 진동을 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버
The ultrasonic transducer driving power amplifier according to claim 1,
The voltage and current of the resonance frequency of the ultrasonic transducer 200
And supplies it to the ultrasonic transducer 200 in a period of on time (ton time) in a cycle of a duration time tdr
And the ultrasonic transducer (200) is configured to supply a voltage and a current of a tone-burst wave to the ultrasonic transducer (200) to supply the ultrasonic vibration to the scrubber chamber (100)
초음파 변환기(200)의 공진 주파수의 연속파 및 톤 버스트 파 (tone-burst wave)의 전압 및 전류를 선택적으로 초음파 변환기(200)에 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 열 차단 기능을 구비한 초음파 스크러버
The ultrasonic transducer driving power amplifier according to claim 1,
Wherein the ultrasonic transducer (200) is configured to selectively provide a voltage and a current of a continuous wave and a tone burst wave of a resonance frequency of the ultrasonic transducer (200) to the ultrasonic transducer (200)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20180509 Year of fee payment: 4 |
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| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190808 Year of fee payment: 5 |