KR20160005400A - 진공펌프 일체형 스크러버 장치 - Google Patents

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황세연
전영선
소준성
이성하
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Abstract

진공펌프와 스크러버 유닛을 단일의 하우징에 수납하여 설치면적을 최소화하고 연결 배관을 줄여 코스트를 줄이고 유지보수를 용이하게 할 수 있는 진공펌프 일체형 스크러버 장치가 개시된다. 상기 진공펌프 유닛과 상기 스크러버 유닛 사이의 경계 부분에 상기 유해가스의 냄새를 감지하는 냄새감지센서가 설치된다.

Description

진공펌프 일체형 스크러버 장치{Vacuum pump-Integrated scrubber apparatus}
본 발명은 스크러버 장치에 관한 것으로, 특히 진공펌프와 스크러버 유닛을 단일의 하우징에 수납하여 설치면적을 최소화하고 연결 배관을 줄여 코스트를 줄이고 유지보수를 용이하게 할 수 있는 진공펌프 일체형 스크러버 장치에 관련한다.
반도체 제조공정 중에는 수많은 유해가스들이 사용되는데 공정에서 사용된 후 폐기되어 외부로 배출시키는 역할을 하는 것이 진공 펌프와 그 유해가스를 처리하는 것이 스크러버이다.
다시 말해, 메인 챔버에서 사용된 각종 유해가스는 10m 정도의 하부에 위치하는 진공펌프로 이송을 하여 폐가스 처리장치인 스크러버를 통하여 외부로 반출된다. 여기서, 진공펌프는 유해가스를 스크러버로 전달하는 기능 이외에 메인 챔버를 진공화 하는 기능을 한다.
통상, 진공펌프와 스크러버의 설치 거리는 약 5m 이내이고, 진공펌프와 스크러버가 차지하는 면적까지 포함하면 7.0㎡ 이상의 넓은 면적을 차지하고 있다.
한편, 유해가스 감지기가 진공펌프나 스크러버와 거리가 떨어져 있는 위치에 구역별로 설치되어 있다.
이러한 종래 시스템에 의하면 다음과 같은 문제점이 발생한다.
먼저, 진공펌프와 스크러버를 연결하는 배관은 주기적으로 청소하여 유지보수를 하는데, 유지보수 시 빈번한 배관 해체와 긴 구간을 청소하고 관리하는데 많은 어려움이 있고 배관 내에 잔류하는 유해가스가 언제든 배출될 수 있는 문제를 안고 있다.
또한, 유지보수를 하는 중이나 운전 중에 배관으로부터 유해가스가 누출되는 경우, 상기한 것처럼, 유해가스 감지기가 장비나 배관으로부터 떨어져 있는 위치에 설치되어 있어 누출가스의 감지가 신속하게 이루어지지 않을 뿐만 아니라 정확한 누출위치를 찾기 어렵다. 그 결과, 제조공장 내부에서 작업하는 작업자의 신체에 악영향을 줄 수 있으며, 특히 누출가스가 소량인 경우에는 더욱 그러하다.
더욱이, 유해가스 감지기는 특정 가스만을 감지하고, 비용 문제로 유해가스를 종류별로 감지하는 모든 유해가스 감지기를 설치할 수 없는 현실이다.
따라서, 본 발명의 목적은 설치면적을 최소화하고 연결 배관을 줄여 코스트를 줄이고 유지보수를 용이하게 할 수 있는 진공펌프 일체형 스크러버 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 미량의 유해가스가 누출되어도 즉각적인 감지가 가능한 진공펌프 일체형 스크러버 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 모든 종류의 유해가스를 저비용으로 감지할 수 있는 진공펌프 일체형 스크러버 장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 진공펌프 유닛과 상기 진공펌프 유닛의 후단에 배치되어 연통하는 스크러버 유닛이 단일의 하우징 내에 구획되어 각각 설치되고, 상기 진공펌프 유닛은 메인 챔버를 진공화 하고, 상기 메인 챔버로부터 배출되는 유해가스를 연결 배관을 통하여 상기 스크러버 유닛에 전달하고, 상기 스크러버 유닛은 상기 유해가스를 열분해하고 안정화된 처리가스를 대기로 방출하며, 상기 하우징의 내부는 밀폐를 유지하며, 상기 하우징의 내부에는 상기 진공펌프 유닛이나 상기 스크러버 유닛, 또는 이들과 상기 연결 배관 간의 연결 부위로부터 누출되는 유해가스에 함유된 냄새를 감지하는 냄새감지센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 진공펌프 일체형 스크러버 장치에 의해 달성된다.
바람직하게, a) 상기 진공펌프 유닛과 상기 스크러버 유닛이 설치된 구역은 각각 독립적으로 분리되고, 상기 연결 배관은 어느 한 구역에 집중적으로 배치되며, 상기 냄새감지센서는 상기 연결 배관이 설치된 구역에 설치되거나, b) 상기 진공펌프 유닛과 상기 스크러버 유닛이 설치된 구역은 구획되지만 연통하며, 상기 냄새감지센서는 상기 진공펌프 유닛과 상기 스크러버 유닛 사이의 경계에서 상기 연결 배관이 설치된 위치에 대응하여 설치될 수 있다.
바람직하게, 상기 냄새감지센서가 측정한 감지신호의 전압값이 기설정 값 이상이면, 상기 스크러버 장치는 상기 측정된 감지신호를 네트워크를 통하여 관리서버에 전달한다.
상기한 구조에 의하면, 진공펌프 유닛과 스크러버 유닛을 단일의 하우징에 수납하여 일체형으로 구성하여 설치면적을 기존 7.0㎡ 이상에서 2.0㎡ 이내로 줄일 수 있다.
또한, 단일의 하우징에 수납하여 일체형으로 구성함으로써, 불필요한 배관을 줄임과 동시에 장비유지관리를 일원화하여 유지보수가 용이하며, 유해가스의 누출이 있어도 감지영역이 하우징 내부로 한정되므로 신속하게 감지할 수 있다.
또한, 유해가스에 냄새를 강제적으로 삽입하고, 냄새감지센서를 하우징 내에 설치함으로써 모든 종류의 유해가스의 누출을 감지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 진공펌프 일체형 스크러버 장치의 외관도이다.
도 2는 내부 구성도이다.
도 3은 전체 구성을 보여주는 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 진공펌프 일체형 스크러버 장치의 외관도이고, 도 2는 내부 구성도이다.
내부가 밀폐된 단일의 하우징(102)의 상면에는 유해가스 인입구(104)와 처리가스 배출구(106)이 각각 형성되고, 진공펌프 유닛(110)과 스크러버 유닛(120)의 가동을 제어하기 위한 제어패널(108)이 일측에 설치된다.
도 2를 보면, 하우징(102) 내부는 2 구역으로 분할되는데, 한 쪽에 진공펌프 유닛(110)이 설치되고 다른 쪽에 스크러버 유닛(120)이 설치되며, 양자를 연결하는 배관(116)은 진공펌프 유닛(110)이 설치된 구역에 배치한다.
배치 설계에 대한 첫 번째 옵션은 분할된 각 구역이 독립적으로 밀폐를 유지하도록 하고, 유해가스의 누출 가능성이 큰 연결 배관(116)을 어느 한 구역에 집중적으로 배치하여 해당 구역에 냄새감지센서(130)를 설치할 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 실제 유해가스의 누출 가능성이 큰 연결 배관(116)을 집중적으로 감시할 수 있다는 이점이 있다.
두 번째 옵션으로, 분할된 각 구역은 서로 연통하여 어느 쪽에서든 유해가스의 누출이 있는 경우 냄새감지센서(130)에 의해 누출이 감지되도록 하며, 전체적으로 하우징(102)의 내부는 밀폐를 유지하도록 할 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 양쪽 모두에서의 유해가스의 누출을 감지할 수 있다는 이점이 있다.
바람직하게, 첫 번째 옵션에 따를 경우, 진공펌프 유닛(110)과 스크러버 유닛(120) 사이의 경계 부분에 냄새감지센서(130)를 설치한다.
도 2를 보면, 냄새감지센서(130)가 진공펌프 유닛(110)과 스크러버 유닛(120) 사이의 경계에서 최상부면에 설치되어 있는데, 그 결과 냄새감지센서(130)가 연결 배관(116)의 설치 위치에 대응하는 바로 위가 될 수 있어 연결 배관(116)으로부터 누출되는 유해가스를 신속하고 신뢰성 있게 감지할 수 있다.
두 번째 옵션의 경우에는 진공펌프 유닛(110)과 연결 배관(116)이 설치된 구역에 한정하여 유해가스의 누출을 감지하기 때문에 실제 발생가능성이 큰 연결 배관(116)으로부터 유해가스의 누출을 더욱 신속하고 신뢰성 있게 감지할 수 있다.
잘 알려진 것처럼, 냄새감지센서(130)(또는 악취감지센서)는 금속산화물 반도체 표면에 냄새 물질 흡착에 의한 열전도도 변화, 전기전도도 변화를 백금선 코일의 양단에서 발생하는 저항치 변화로 측정한다.
통상, 반도체 제조공정에 사용되는 가스는 250여종이 넘으며, 이 중에서 유해가스는 폭발성이나 인화성 또는 부식성이 있는 가스와 인체에 치명적인 악영향을 주는 가스를 의미하며, 유해가스는 제조시 부취제에 의해 냄새(향)가 추가된다.
따라서, 어떠한 종류의 유해가스라도 냄새감지센서(130)를 이용하여 유해가스에 포함된 냄새를 감지함으로써 유해가스의 누출 여부를 신속하게 판단할 수 있으며, 특히 상기한 것처럼, 냄새감지센서(130)가 유해가스가 주로 누출될 가능성이 큰 연결 배관(116)이 배치된 구역에 설치되는 경우 더욱 신속하게 유해가스의 누출을 알 수 있다.
이 실시 예에 의하면, 진공펌프와 스크러버가 차지하는 면적이 하우징(102)의 설치면적으로 줄기 때문에 기존 7.0㎡ 이상에서 2.0㎡ 이내로 줄일 수 있다.
또한, 진공펌프 유닛(110)과 스크러버 유닛(120)을 단일의 하우징(102)에 수납함으로써 연결 배관(116)의 길이가 짧아져 코스트를 줄이면서 유지보수가 용이해진다.
마찬가지로, 연결 배관(116)으로부터 유해가스가 누출되더라도 하우징(102) 내부가 밀폐 상태를 유지하므로 내부에 잔류하기 때문에 누출감지가 신속하게 이루어지고 그 결과 유해가스가 하우징(102) 외부로 빠져나가기 전에 대응을 할 수 있어 외부 작업자의 신체에 악영향을 끼치지 않게 된다.
한편, 스크러버 유닛(120)은 진공펌프(112, 114)로부터 공급되는 유해가스를 열분해 방식으로 분자를 분해하는 번 챔버(burn chamber, 122), 열분해된 유해 물질 중 일부를 물과 결합시켜서 저장탱크(126)로 이송하고 나머지 안정화된 처리가스는 배출하는 ? 챔버(wet chamber, 124), 및 유해 물질을 물과 결합하여 파우더나 수용성 상태로 저장하는 저장탱크(126)로 구성된다.
이하, 상기와 같은 구조를 갖는 진공펌프 일체형 스크러버 장치의 동작에 대해 도 1 내지 3을 참조하여 상세하게 설명하며, 진공펌프 유닛의 설치구역과 스크러버 유닛의 설치구역이 연통하는 경우를 예로 들어 설명한다.
도 3은 전체 구성을 보여주는 블록도이다.
메인 챔버(미도시)에서 증착이나 에칭 공정을 통하여 사용된 유해가스, 가령 NH3, PH3, F2, Cl2, HF3 등이 유해가스 인입구(104)를 통하여 진공펌프(112, 114)로 유입되고 연결 배관(116)을 통하여 스크러버 유닛(120)의 번 챔버(122)로 공급된다.
이 과정에서, 진공펌프(112, 114)와 연결 배관(116) 간의 여결 부위, 연결 배관(116) 간의 연결 부위, 또는 스크러버 유닛(120) 내부로부터 유해가스가 누출되면, 누출된 유해가스는 하우징(102) 내부에 잔류하게 되며, 이때 내부의 상부에 설치한 냄새감지센서(130)가 누출된 유해가스를 감지한다.
여기서, 냄새감지센서(130)는, 가령 0 내지 20mV의 신호 범위에서 유해가스의 누출 기준값이 설정될 수 있다.
따라서, 설정된 기준값을 초과하여 전압값이 검출되면, 각 스크러버 장치(100)에 구비된 제어부(150)로 감지신호가 전달되고, 제어부(150)는 유선이나 무선 네트워크, 가령 LAN이나 WiFi 등을 적용한 내부 네트워크(210)를 통하여 관리서버(200)로 전달된다.
관리서버(200)는 중앙모니터링 관제실에 설치될 수 있으며 각 스크러버 장치(100)로부터 감지신호를 수신하여 기설정된 대응방법을 통보하는데, 가령 발생상황을 방송하여 작업자가 해당 스크러버 장치를 수동으로 제어하도록 하거나 대피명령을 발행하는 등의 동작을 수행할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.
100: 스크러버 장치
110: 진공펌프 유닛
112, 114: 진공펌프
116: 연결 배관
120: 스크러버 유닛
122: 번 챔버
124: ? 챔버
126: 저장탱크
130: 냄새감지센서
150: 제어부
152: 네트워크
200: 관리서버

Claims (3)

  1. 진공펌프 유닛과 상기 진공펌프 유닛의 후단에 배치되어 연통하는 스크러버 유닛이 단일의 하우징 내에 구획되어 각각 설치되고,
    상기 진공펌프 유닛은 메인 챔버를 진공화 하고, 상기 메인 챔버로부터 배출되는 유해가스를 연결 배관을 통하여 상기 스크러버 유닛에 전달하고,
    상기 스크러버 유닛은 상기 유해가스를 열분해하고 안정화된 처리가스를 대기로 방출하며,
    상기 하우징의 내부는 밀폐를 유지하며, 상기 하우징의 내부에는 상기 진공펌프 유닛이나 상기 스크러버 유닛, 또는 이들과 상기 연결 배관 간의 연결 부위로부터 누출되는 유해가스에 함유된 냄새를 감지하는 냄새감지센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 진공펌프 일체형 스크러버 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    a) 상기 진공펌프 유닛과 상기 스크러버 유닛이 설치된 구역은 각각 독립적으로 분리되고, 상기 연결 배관은 어느 한 구역에 집중적으로 배치되며, 상기 냄새감지센서는 상기 연결 배관이 설치된 구역에 설치되거나,
    b) 상기 진공펌프 유닛과 상기 스크러버 유닛이 설치된 구역은 구획되지만 연통하며, 상기 냄새감지센서는 상기 진공펌프 유닛과 상기 스크러버 유닛 사이의 경계에서 상기 연결 배관이 설치된 위치에 대응하여 설치되는 것을 특징으로 하는 진공펌프 일체형 스크러버 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 냄새감지센서가 측정한 감지신호의 전압값이 기설정 값 이상이면, 상기 스크러버 장치는 상기 측정된 감지신호를 네트워크를 통하여 관리서버에 전달하는 것을 특징으로 하는 진공펌프 일체형 스크러버 장치.
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KR102150215B1 (ko) * 2019-12-05 2020-09-01 주식회사 에스알디글로벌 화학물질 옥외 저장고의 배출 기화물 제거시스템

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