KR20160010809A - Fluorine compound gas Treatment method and equipment using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 불소화합물의 처리기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체나 디스플레이 소자의 제조공정 중 식각공정이나 증착공정에서 배출된 가스에서 불소화합물을 분리하여, 대기 중으로 배출되는 불소화합물을 양을 감소시키기 위한 불소화합물의 처리방법 및 이를 이용한 불소화합물의 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fluorine compound treating technique, and more particularly, to a fluorine compound treating technique for separating a fluorine compound from a discharged gas in an etching process or a deposition process during a manufacturing process of a semiconductor or a display device, And a fluorine compound treating apparatus using the fluorine compound.
최근 지구온난화에 따른 많은 문제점이 인식되면서 전 세계적으로 온실가스의 감축을 위한 연구개발이 진행되고 있으며, 온실가스 배출의 자발적 감축을 시도하고 있다. 지구온난화에 영향을 미치는 온실가스로는 이산화탄소의 비중이 가장 크게 높은 것으로 나타나지만, 불소화합물의 경우는 이산화탄소에 비하여 매우 높은 온난화 지수를 가지는 것으로 알려져 있다. 특히 SF6의 경우는 이산화탄소에 비하여 온난화지수가 22,800배로 현저히 크게 나타나며, 가장 작은 CF4의 경우에도 이산화탄소의 7,390배에 달한다. Recently, as many problems related to global warming have been recognized, research and development for reduction of greenhouse gas is proceeding worldwide, and voluntary reduction of greenhouse gas emission is attempting. It is known that the proportion of carbon dioxide in the greenhouse gas that affects the global warming is the highest, but the fluoride compound has a very high warming index as compared with the carbon dioxide. In particular, SF 6 has a warming index of 22,800 times that of carbon dioxide, and even the smallest CF 4 is 7,390 times that of carbon dioxide.
최근 반도체 산업의 발달에 따른 고밀도화 직접화가 이루어지며, 이에 따라 불소화합물 가스의 사용은 반도체 공정에서 매우 큰 폭으로 증가하고 있다. 반도체 공정에서 사용되는 불소화합물 가스의 양이 타 산업에 비하여 현저히 많으므로 불소화합물 가스를 반도체 가스라 통칭하기도 한다. 이러한 반도체 공정에서 사용되는 가스는 CF4, NF3 등인데, 공정 중 분해되어 다양한 불소화합물 가스가 추가로 발생된다. 반도체 공정에서 발생되는 가스의 형태는 에칭공정의 경우 BCl3, HCl, HF, CF4, SF6 CHF3 등이며, 화학기상증착 공정의 경우 SiH4, NF3, HF, SiF4, C2F2, N2O, ClF3, WF6 등이다. 또한 부수적 공정에서 NO, 다이클로로실란(DCS), ClF3 PH3, AsH3, BF3 등이 발생한다. 또한 이러한 가스 상의 물질이 SiO2, TEOS(SiOC2H5)와 같은 입자상 또는 미스트 상으로 배출된다. In recent years, direct densification of the semiconductor industry has been achieved due to the development of the semiconductor industry, and the use of the fluorine compound gas has been greatly increased in the semiconductor process. Since the amount of the fluorine compound gas used in the semiconductor process is considerably larger than that of other industries, the fluorine compound gas may also be referred to as a semiconductor gas. The gases used in this semiconductor process are CF 4 , NF 3, etc., which are decomposed in the process, resulting in addition of various fluorine compound gases. In the chemical vapor deposition process, SiH 4 , NF 3 , HF, SiF 4 , and C 2 F are used as etching gas for BCl 3 , HCl, HF, CF 4 , and SF 6 CHF 3 . 2 , N 2 O, ClF 3 , WF 6, and the like. In addition, NO, dichlorosilane (DCS), ClF 3 PH 3 , AsH 3 , BF 3, etc. are generated in ancillary processes. In addition, such gaseous substances are discharged in the form of particles or mist such as SiO 2 and TEOS (SiOC 2 H 5 ).
이러한 배출가스는 인체에 매우 유해하며, 지구온난화도 가중시키는 물질이므로 반도체 생산공정에서는 일반적으로 후처리 장치를 이용하여 배출가스를 처리한다. 통상적인 처리방법은 흡착법과 분해법이 있는데, 분해법의 경우에도 분해 생성물의 흡수, 흡착을 이용한 처리를 동시에 수행하고 있다. 현재 제시되는 대표적 반도체 가스인 PFCs, NF3의 분리회수방법으로 흡탈착공정과 냉각공정을 결합한 압력변위공정(PSA, pressure temperature swing adsorption process)을 이용한 분리회수가 제시되고 있으나, 복잡한 전처리 및 분리공정과 많은 에너지의 사용으로 높은 운전비용을 나타내는 문제가 있다. 또한 반도체 제조공정에서 배출되는 가스의 경우 HF 등이 포함되어 분리가 매우 적절하지 않다. 따라서 또 다른 PFCs, NF3 분해처리기술은 직/간접분해법, 플라즈마 분해법, 촉매분해법이 주를 이루며, 처리과정에서 발생된 HF는 습식 또는 건식법으로 처리하고 있으며, 개발된 기술의 완성도가 낮으므로 효율개선이 필요한 것으로 인식되고 있다. Since these exhaust gases are very harmful to the human body and increase the global warming, the semiconductor production process generally treats the exhaust gas using a post-treatment apparatus. Conventional treatment methods include an adsorption method and a decomposition method. In the case of the decomposition method, absorption and adsorption of decomposition products are simultaneously carried out. Separation and recovery of PFCs and NF 3 , which are representative semiconductor gases currently proposed, has been proposed using a pressure swing adsorption process (PSA) that combines a desorption / desorption process and a cooling process. However, a complicated pretreatment and separation process And the use of a lot of energy has a problem indicating a high operating cost. In addition, the gas emitted from the semiconductor manufacturing process includes HF and the like, and separation is not very appropriate. Therefore, other PFCs and NF 3 decomposition technologies mainly include direct / indirect decomposition method, plasma decomposition method, and catalytic decomposition method, and HF generated in the processing step is treated by wet or dry method. It is recognized that improvement is necessary.
최근 진행되는 온실가스 관련 기술의 방향은 에너지 사용량 감축에 따른 효율 증대 및 추가적 온실가스 발생의 최소화이며, 기술의 수준은 에너지 효율에 의하여 판단된다. 따라서 현재 제시된 분해 및 흡착공정의 에너지 효율 개선을 통하여 PFCs, NF3 함유 반도체 공정 발생가스 처리공정의 사용 확대와 대기 중 방출을 최소화시킬 필요가 있다.The recent trend of greenhouse gas related technologies is to increase the efficiency of energy use reduction and to minimize the generation of additional greenhouse gas, and the level of technology is judged by energy efficiency. Therefore, it is necessary to minimize the release of atmospheric emissions and increase the use of PFCs and NF 3 -containing semiconductor process gases by improving the energy efficiency of the present decomposition and adsorption process.
현재 제시되는 분리회수기술로는 미국에어프로덕트가 제시한 기술이 유일하며, 공정구성은 일반적인 온도변위흡착 공정 또는 압력변위흡착 공정을 사용하고 있으며, 흡착 분리제로는 제올라이트 분자체를 사용하고 있다. 이에 관한 자세한 기술의 개요를 살펴보면 다음과 같다. SFCs의 흡착분리기술은 정확히 분리회수기술로 정의될 수 있으며, 생산공정에서 NF3만을 분리막 또는 흡착제 등을 사용하여 분리하여 농축하는 기술로서, 미국의 Air Products & Chemicals, Air Liquide사 등에서 개발된 기술이다(US2011/0100209A1, 2011, RECOVERY OF NF3 FROM ADSORPTION OPERATION, AIR PRODUCTS AND CHEMICALS, INC). NF3 회수공정은 반응생성가스에서 제올라이트 계열 분자체를 이용하여 흡착분리하며, 운전방법은 온도변위흡착 방법을 이용하고 있다. 또한 폐가스처리공정은 폐가스 중에 있는 SiH4, TEOS, SiO2 등을 필터로 제거한 후 제올라이트 계열 분자체를 이용하여 흡착분리하며, 운전방법은 압력변위흡착 방법을 이용하고 있다. 또한 이전 특허에서는 ore-filter를 이용한 전처리 후 압축기로 압축하여 HEPA 필터를 통과시키고 분자체를 통과시켜 수분을 제거한 후에 흡착제 및 냉각방법을 이용한 압력변위흡착 유닛(PSA unit)에서 PFCs를 최종적으로 분리 회수하는 복잡한 공정으로 이루어져 있다. 이는 폐기되는 PFCs를 재활용할 수 있다는 관점에서 매우 우수한 기술로 평가될 수 있으나 여러 단계의 공정으로 구성되어 있고, 공정 중 압축, 냉각, 가열 등이 포함되므로 에너지 비용과 장치비용 및 운전비용이 매우 높은 기술이라 할 수 있으며, 가스 생산공정의 분리정제에는 적용할 수 있으나, 사용 후 가스의 처리에는 적절하지 않다. 따라서 폐가스 처리에 흡착법을 이용하는 경우는 단순한 흡착처리만을 수행하고 있으며, 공정에서 처리는 이루어지나 사용 후 흡착제의 폐기가 문제점으로 발생한다. 대부분의 경우 활성탄을 사용하며, 활성탄의 흡착능을 높이고자 금속염을 담지한 형태를 주로 사용하며, 흡착제의 파괴 시 가스의 누출이 발생할 수 있으므로 교환주기는 실제 사용 가능 주기보다 빠르게 운전하게 된다. 흡착법의 경우 사용 후 흡착제의 처리과정에서 많은 양의 온실가스 및 독성가스의 유출이 발생할 수 있으므로 완전한 처리법으로 간주 될 수 없다. 이상과 같이 흡착법의 문제점으로는 사용 후 흡착제의 처리문제와 과도한 흡착제 비용이 지적되고 있다.Currently, the technology proposed by US Air Products is the only separation and recovery technology proposed. The process configuration uses a general temperature displacement adsorption process or a pressure displacement adsorption process, and zeolite molecular sieve is used as the adsorption separator. Here is a summary of the detailed technology. The adsorption separation technology of SFCs can be defined as separation and recovery technology accurately. In the production process, only NF 3 is separated and concentrated by using a separation membrane or adsorbent, and the technology developed by Air Products & Chemicals, Air Liquide, (US2011 / 0100209A1, 2011, RECOVERY OF NF 3 FROM ADSORPTION OPERATION, AIR PRODUCTS AND CHEMICALS, INC). The NF 3 recovery process adsorbs and separates the reaction product gas using zeolite-based molecular sieve, and the operation method uses a temperature displacement adsorption method. In the waste gas treatment process, SiH 4 , TEOS, SiO 2 and the like in the waste gas are removed by a filter, and adsorbed and separated by using a zeolite-based molecular sieve. The operation method employs a pressure displacement adsorption method. Also, in the prior patent, after pre-treatment with ore-filter, compressed by a compressor, passed through a HEPA filter, passed through a molecular sieve to remove moisture, and finally PFCs were separated and recovered in a pressure displacement adsorption unit (PSA unit) The process is complicated. This can be evaluated as a very good technology in terms of being able to recycle the discarded PFCs, but it is composed of several steps and includes compression, cooling, and heating during the process, so energy cost, equipment cost and operation cost are very high It can be applied to separation and purification of gas production process, but it is not suitable for treatment of post-use gas. Therefore, in the case of using the adsorption method for the waste gas treatment, only the adsorption treatment is performed, and the treatment is performed in the process, but the disposal of the adsorbent after use occurs as a problem. In most cases, activated carbon is used. In order to increase the adsorption capacity of activated carbon, metal salt is mainly used. In case of breakage of the adsorbent, gas leakage may occur. Therefore, the exchange period is faster than the actual usable period. In the case of the adsorption process, a large amount of greenhouse gas and toxic gas may leak out during the treatment of the adsorbent after use, and therefore can not be regarded as a complete treatment method. As described above, the problem of the adsorption method is that the treatment of the adsorbent after use and the excessive adsorbent cost are pointed out.
사용 후 가스의 처리기술로 주목받고 있는 기술은 분해법이다. 분해법의 경우 직접연소법 또는 플라즈마 분해법을 사용하며, 경우에 따라 두 기술을 융합한 형태를 사용한다. 분해법의 경우 최종적인 처리는 습식 흡수가 되며, 흡수가 되지 않는 성분의 분해에 의한 흡수를 높이는 방향으로 진행된다. 따라서 불화가스의 습식흡수를 위한 분해공정을 운전하며, 흡수에 의한 완전한 처리가 달성되며, 처리장치를 통상적으로 스크러버라고 명명한다. 대부분의 반도체 공정 폐가스의 특징은 다양한 특성의 가스상 및 입자상 물질이 혼합되어 있으며, 흡수가 되지 않는 불화가스를 분해하여 흡수 가능 형태로 전환하여 흡수 가능 가스와 동시 흡수 처리하는 방법이다. 대부분의 경우 흡수 처리 후 발생가스는 질소가 주성분이며, 흡수되지 않은 가스가 불화가스가 대부분이 된다. 분해법 처리 방법도 흡수 전처리 공정을 대부분 사용하며, 이는 유입가스 중에 부식성이 강한 불화가스의 제거 및 입자상의 제거를 위하여 사용된다. 특히 고온에서 분해처리를 하여 대량의 가스소비가 발생하며, 가스 요구량을 줄이기 위하여 플라즈마 공정을 병행하거나 플라즈마를 이용한다. 분해처리 후에는 흡착법과 동일하게 흡수 또는 흡착법을 이용하여 분해가스 중의 유해성분 및 온실가스를 흡수 처리하게 된다. 이러한 공정에서도 분해공정에서 분해되지 않는 미흡수 성분은 대기 중으로 방출되는 현상이 발생한다. 따라서 본 발명에서는 이러한 유출을 방지할 수 있는 흡착 분리법을 제공하고자 한다. 즉, 흡착분리 공정을 적용하여 종래의 방법과 달리 분해공정의 에너지 부하를 획기적으로 감소시키고, 불화가스의 대기 중 배출을 방지할 수 있는 공정 구성 및 운전 방법을 제공하고자 한다.The technology that has been attracting attention as a treatment technology for the spent gas is the decomposition method. In the case of the decomposition method, the direct combustion method or the plasma decomposition method is used. In some cases, a fusion of the two techniques is used. In the case of the decomposition method, the final treatment proceeds in the direction of increasing the absorption by the decomposition of the components which are wet-absorbed and which are not absorbed. Therefore, the decomposition process for the wet absorption of fluorinated gas is operated, complete treatment by absorption is achieved, and the treatment apparatus is generally referred to as a scrubber. Most of the characteristics of the semiconductor process waste gas are a method of decomposing fluoride gas which is mixed with various gas and particulate matters and converting it into an absorbable form and simultaneously absorbing it with the absorbable gas. In most cases, the generated gas after absorption treatment is mainly composed of nitrogen, and the unabsorbed gas is mostly fluorinated gas. The decomposition process method is mostly used for the absorption pretreatment process, which is used for the removal of fluoride gas and the removal of particulate matter which are highly corrosive in the inflow gas. Particularly, a large amount of gas consumption occurs due to decomposition treatment at a high temperature, and a plasma process is used in parallel or a plasma is used to reduce the gas demand. After the decomposition treatment, the harmful components in the decomposition gas and the greenhouse gas are absorbed and treated by the absorption or adsorption method in the same manner as the adsorption method. Even in such a process, the insoluble water component which is not decomposed in the decomposition step is released into the atmosphere. Accordingly, the present invention provides an adsorption separation method capable of preventing such outflow. In other words, unlike the conventional method by applying the adsorption separation process, the present invention is to provide a process configuration and operation method capable of drastically reducing the energy load of the decomposition process and preventing discharge of fluorinated gas into the atmosphere.
본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 불소화합물이 포함된 반도체 공정의 배출가스에서 불소화합물을 분해하는데 소모되는 에너지의 양을 감소시키고, 분리되지 않고 배출되는 미분해 성분의 대기 중 배출을 최소화시킨 불소화합물의 처리방법을 제공하는 것이다.The first problem to be solved by the present invention is to reduce the amount of energy consumed in decomposing fluorine compounds in the exhaust gas of a semiconductor process containing a fluorine compound and to minimize the release of undissolved undissolved components into the atmosphere And a method for treating a fluorine compound.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 상기 불소화합물 처리방법이 적용된 불소화합물 처리장치를 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide a fluorine compound treating apparatus to which the fluorine compound treating method is applied.
본 발명은 상기 첫 번째 과제를 해결하기 위하여, 불소화합물과 질소가 포함된 공정배출가스를 처리하는 방법으로서, 불소화합물과 질소가 포함된 공정배출가스를 제1스크러버로 통과시키면서 수용성 기체 또는 입자상 물질을 분리하는 단계와, 상기 수용성 기체 또는 입자상 물질이 분리된 공정배출가스를 흡착분리부로 통과시키면서 불소화합물을 분리하는 단계와, 상기 흡착분리부에서 분리된 불소화합물을 분해부로 통과시키면서 불소화합물을 분해시키는 단계를 포함하고, 상기 분해된 불소화합물이 상기 제1스크러버로 재투입되는 것을 특징으로 하는 불소화합물의 처리방법을 제공한다.In order to solve the above first problem, the present invention provides a method for treating a process exhaust gas containing fluorine compound and nitrogen, comprising the steps of passing a process exhaust gas containing a fluorine compound and nitrogen through a first scrubber, Separating the fluorine compound while passing the process exhaust gas through which the water soluble gas or particulate matter is separated to the adsorbing and separating unit; decomposing the fluorine compound while passing the fluorine compound separated from the adsorbing and separating unit through the decomposing unit; Wherein the decomposed fluorine compound is reintroduced into the first scrubber. The present invention also provides a method for treating a fluorine compound.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 수용성 기체 또는 입자상 물질이 분리된 공정배출가스를 흡착분리부로 통과시키면서 불소화합물을 분리하는 단계에서 분리된 불소화합물을 제외한 공정배출가스를 제2스크러버로 투입하여 미분리된 불소화합물 또는 수용성 기체를 제거하고 질소를 외부로 배출하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in the step of separating the fluorine compound while passing the process exhaust gas separated from the water soluble gas or particulate matter through the adsorption separation unit, the process exhaust gas excluding the fluorine compound separated is introduced into the second scrubber Removing the separated fluorine compound or water-soluble gas, and discharging nitrogen to the outside.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 제1스크러버로 재투입되는 불소화합물은, 상기 불소화합물과 질소가 포함된 공정배출가스와 혼합되어 제1스크러버로 재투입될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the fluorine compound re-introduced into the first scrubber may be mixed with the process exhaust gas containing the fluorine compound and nitrogen and re-introduced into the first scrubber.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 흡착분리부는 열변위공정, 압력변위공정, 압력 및 열변위공정 또는 진공변위공정으로 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the adsorptive separation unit may include a thermal displacement process, a pressure displacement process, a pressure and thermal displacement process, or a vacuum displacement process.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 분해부는 연소법, 플라즈마법, 전열체 또는 가열법으로 구동될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the decomposing unit may be driven by a combustion method, a plasma method, a heater, or a heating method.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 분해부에서 발생된 열이 상기 흡착분리부에서 재활용될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the heat generated in the decomposition part can be recycled in the adsorption separation part.
본 발명은 상기 두 번째 과제를 해결하기 위하여, 불소화합물과 질소가 포함된 공정배출가스를 처리하는 장치로서, 불소화합물과 질소가 포함된 공정배출가스에서 수용성 기체 또는 입자상 물질을 분리하는 전처리 스크러버와, 상기 수용성 기체 또는 입자상 물질이 분리된 공정배출가스에서 불소화합물을 분리하는 흡착분리부와, 상기 흡착분리부에서 분리된 불소화합물을 분해하는 분해부를 포함하고, 상기 분해부에서 분해된 불소화합물이 상기 스크러버로 재투입되는 것을 특징으로 하는 불소화합물 처리장치를 제공한다.In order to solve the second problem, the present invention provides an apparatus for treating process exhaust gas containing fluorine compounds and nitrogen, comprising: a pretreatment scrubber for separating a water-soluble gas or particulate matter from a process exhaust gas containing a fluorine compound and nitrogen; An adsorbing and separating section for separating the fluorine compound from the process exhaust gas from which the water soluble gas or particulate matter is separated and a decomposition section for decomposing the fluorine compound separated from the adsorbing and separating section, And the fluorine compound is re-introduced into the scrubber.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 흡착분리부에서 분리된 불소화합물을 제외한 공정배출가스가 투입되어서 질소를 분리하여 외부로 배출하는 후처리 스크러버를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the apparatus may further include a post-treatment scrubber for separating nitrogen and injecting the process exhaust gas excluding the fluorine compound separated from the adsorbing and separating unit to the outside.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 분해부에서 발생된 열이 상기 흡착분리부에서 재활용될 수 있도록 상기 분해부와 흡착분리부 사이에 열교환 수단이 구비될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a heat exchange unit may be provided between the decomposition unit and the adsorption unit so that the heat generated in the decomposition unit can be recycled in the adsorption unit.
본 발명은 상기 첫 번째 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 에칭가스를 이용한 건식에칭공정 또는 전구체가스를 이용한 진공증착공정에서 발생된 공정배출가스를 처리하는 방법에 있어서, 스크러버를 이용하여 공정배출가스에서 수용성 가스와 입자상 물질을 제거하는 단계와, 상기 수용성 가스와 입자상 물질이 제거된 공정배출가스에서 질소, 산소 또는 비활성가스를 제거하는 단계와, 상기 질소, 산소 또는 비활성가스가 제거된 공정배출가스를 분해하는 단계를 포함하고, 상기 분해된 공정배출가스를 상기 스크러버로 재투입하여, 상기 스크러버를 이용하여 공정배출가스에서 수용성 가스와 입자상 물질을 제거하는 단계, 상기 수용성 가스와 입자상 물질이 제거된 공정배출가스에서 질소, 산소 또는 비활성가스를 제거하는 단계 및 상기 질소, 산소 또는 비활성가스가 제거된 공정배출가스를 분해하는 단계를 순차적으로 소정의 횟수만큼 반복하는 것을 특징으로 하는 공정배출가스의 처리방법을 제공한다.As another means for solving the first problem, the present invention provides a method of treating a process exhaust gas generated in a dry etching process using an etching gas or a vacuum deposition process using a precursor gas, Removing the water, gas and particulate matter from the process gas stream from which the water and particulate matter have been removed; removing the nitrogen, oxygen or inert gas from the process gas stream from which the water, Removing the water-soluble gas and the particulate matter from the process exhaust gas using the scrubber, and removing the water-soluble gas and the particulate matter from the process exhaust gas using the scrubber, Removing nitrogen, oxygen, or inert gas from the process exhaust gas, , In the step of decomposition of oxygen or inert gas is the process off-gas removed sequentially provides the processing of the process off-gas and wherein repeating a predetermined number of times.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 수용성 가스와 입자상 물질이 제거된 공정배출가스에서 질소, 산소 또는 비활성가스를 제거하는 단계에는 열변위공정, 압력변위공정, 압력 및 열변위공정 또는 진공변위공정이 이용될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the step of removing nitrogen, oxygen or inert gas from the process exhaust gas from which the water soluble gas and the particulate matter have been removed may include a thermal deformation process, a pressure displacement process, a pressure and thermal deformation process, Can be used.
본 발명은 상기 두 번째 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 에칭가스를 이용한 건식에칭공정 또는 전구체가스를 이용한 진공증착공정에서 발생된 공정배출가스를 처리하는 장치에 있어서, 공정배출가스에서 수용성 가스 또는 입자상 물질을 제거하는 스크러버와, 상기 스크러버에서 배출된 공정배출가스가 유입되고, 질소, 산소 또는 비활성가스를 제거하는 흡착분리부와, 상기 흡착분리부에서 배출된 공정배출가스를 분해하는 분해부를 포함하고, 상기 분해부의 배출부는 상기 스크러버의 투입부로 연결된 것을 특징으로 하는 공정배출가스의 처리장치를 제공한다.In another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for processing a process exhaust gas generated in a dry etching process using an etching gas or a vacuum deposition process using a precursor gas, A scrubber for removing particulate matter, an adsorption separator for introducing the process exhaust gas discharged from the scrubber and removing nitrogen, oxygen or inert gas, and a decomposition unit for decomposing the process exhaust gas discharged from the adsorption separator And the discharge portion of the decomposition portion is connected to the input portion of the scrubber.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 흡착분리부와 상기 분해부 사이에 열교환부가 구비될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a heat exchange unit may be provided between the adsorption separation unit and the decomposition unit.
본 발명의 불소화합물 처리방법과 처리장치는 아래의 효과를 가진다.The fluorine compound treatment method and treatment apparatus of the present invention have the following effects.
1. 공정배출가스에서 질소가 분리된 상태로 불소화합물의 분해부에 유입되므로, 분해부에서 소모되는 에너지의 양을 현저하게 감소시킬 수 있고, 구체적으로는 기존의 처리공정에 비하여 동일한 분해부를 기준으로 10배 이상의 공정배출가스를 처리할 수 있으므로 10배 이상의 에너지 효율 향상이 이루어질 수 있다.1. The amount of energy consumed in the decomposition unit can be significantly reduced since nitrogen is separated from the process exhaust gas and introduced into the decomposition unit of the fluorine compound. Specifically, the same decomposition unit It is possible to process 10 times or more of the process exhaust gas, so that an energy efficiency improvement of 10 times or more can be achieved.
2. 분해부에서 미분해된 불소화합물 성분을 스크러버로 재순환시키는 흐름을 구성하여 높은 수준의 불소화합물 처리 전환율 구현이 가능하므로, 대기 중으로 배출되는 불소화합물의 양을 현저히 감소시킬 수 있다.2. It is possible to constitute a flow for recirculating the undifferentiated fluorine compound components to the scrubber in the decomposition part, thereby realizing a high conversion rate of the treatment with the fluorine compound, so that the amount of the fluorine compound discharged into the atmosphere can be remarkably reduced.
3. 불소화합물 분해부에서 발생된 열을 흡착분리부에서 재활용하므로 불소화합물 처리에 소요되는 에너지를 더욱 감소시킬 수 있다.3. The heat generated in the decomposition part of the fluorine compound is recycled in the adsorption separation part, so that the energy required for the treatment of the fluorine compound can be further reduced.
4. 흡착분리부에서 분리된 질소에는 미량의 미반응 물질, 수용성 물질 또는 입자성 물질이 포함될 수 있는데, 이를 그대로 배출하지 않고 후처리 스크러버에서 습식 흡착을 통하여 다시 한 번 분리한 후에 배출하므로 대기 중으로 배출되는 오염물질의 양을 감소시킬 수 있다.4. Nitrogen separated from the adsorption separation unit may contain a small amount of unreacted material, water-soluble substance or particulate material. Since it is discharged after it is once again separated through wet adsorption in a post-treatment scrubber without discharging it as it is, It is possible to reduce the amount of pollutants to be discharged.
5. 불소화합물 분해부에 투입된 산소는 다시 전처리 스크러버로 재투입되고, 재투입된 산소는 흡착분리부에서 분리되어 외부로 배출되므로 분해부로 유입되는 가스의 양을 감소시켜 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 5. Oxygen introduced into the decomposition part of the fluorine compound is reintroduced into the pretreatment scrubber again, and the re-introduced oxygen is separated from the adsorption separation part and discharged to the outside, thereby reducing the amount of gas flowing into the decomposition part, thereby improving energy efficiency.
도 1은 종래의 불소화합물 처리장치와 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 불소화합물 처리장치와 방법을 설명하기 위한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view for explaining a conventional fluorine compound processing apparatus and method. FIG.
2 is a view for explaining an apparatus and a method for treating a fluorine compound of the present invention.
본 발명은 불소화합물과 질소가 포함된 공정배출가스를 처리하는 방법으로서, 불소화합물과 질소가 포함된 공정배출가스를 제1스크러버로 통과시키면서 수용성 기체 또는 입자상 물질을 분리하는 단계와, 상기 수용성 기체 또는 입자상 물질이 분리된 공정배출가스를 흡착분리부로 통과시키면서 불소화합물을 분리하는 단계와, 상기 흡착분리부에서 분리된 불소화합물을 분해부로 통과시키면서 불소화합물을 분해시키는 단계를 포함하고, 상기 분해된 불소화합물이 상기 제1스크러버로 재투입되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for treating a process exhaust gas containing a fluorine compound and nitrogen, comprising the steps of: separating a water-soluble gas or particulate matter while passing a process exhaust gas containing a fluorine compound and nitrogen through a first scrubber; Separating the fluorine compound while passing the process exhaust gas through which the particulate matter is separated to the adsorption separation section and decomposing the fluorine compound while passing the fluorine compound separated from the adsorption separation section through the decomposition section, And the fluorine compound is re-introduced into the first scrubber.
본 발명의 불소화합물 처리방법은 반도체 또는 디스플레이 소자의 제조공정에서 사용되고 배출되는 에칭가스 또는 증착전구체가 포함된 공정배출가스를 처리하기 위한 것이다. 공정배출가스는 에칭가스 또는 증착전구체 외에도 질소나 아르곤을 포함한다. 질소는 드라이 펌프로 유입된 것에 유래하고 아르곤 가스는 플라즈마의 형성을 용이하게 하는 캐리어 가스에 유래한다. 이러한 질소나 아르곤 가스는 그 양이 에칭가스나 증착전구체 가스보다 훨씬 많은 것이 일반적이므로 에칭가스나 증착전구체를 분해하기 위한 분해부의 에너지 효율을 감소시키게 된다. 본 발명에서는 공정배출가스가 분해부로 유입되기 전에 질소, 산소, 아르곤 등의 가스를 흡착분리부에서 미리 분리하므로 분해부의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.The fluorine compound treating method of the present invention is for treating a process exhaust gas containing an etching gas or a deposition precursor which is used in and discharged from a semiconductor or display device manufacturing process. The process effluent gas includes nitrogen or argon in addition to the etching gas or deposition precursor. Nitrogen originates from the flow into the dry pump and argon gas originates from a carrier gas that facilitates the formation of plasma. Since the amount of nitrogen or argon gas is generally larger than that of the etching gas or the precursor gas, the energy efficiency of the decomposition unit for decomposing the etching gas or the deposition precursor is reduced. In the present invention, before the process exhaust gas is introduced into the decomposition section, the gas such as nitrogen, oxygen, argon, or the like is separated in advance by the adsorption separation section, so that energy efficiency of the decomposition section can be improved.
반도체 공정에서 발생되는 공정배출가스의 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저 드라이 펌프로 유입되는 질소는 전체 공정배출가스의 약 95~97%이고, 그 외의 3~5%의 성분에는 에칭가스 또는 증착전구체 가스가 포함되어 있다. 에칭가스와 증착전구체 가스는 에칭 대상물 또는 증착막의 종류에 따라 다른데, 반도체 공정배출가스에 포함된 처리 대상 물질과 그 함량은 아래의 표 1의 조성과 유사하다.
The structure of the process gas generated in the semiconductor process will be described in more detail as follows. First, the nitrogen introduced into the dry pump is about 95 to 97% of the total process exhaust gas, and the other 3 to 5% of the components include the etching gas or the precursor gas for deposition. The etching gas and the deposition precursor gas are different depending on the type of the object to be etched or the deposition film. The material to be treated and its content contained in the semiconductor process exhaust gas are similar to those shown in Table 1 below.
표 1을 참조하면, 반도체 공정배출가스의 처리대상 물질은 크게 TEOS[Si(OC2H5)4], SiH4, SiO2 등의 입자상 물질, HF, HCl과 같은 수용성 가스, NF3, SiF4, BCl3, CF4, SF6 등의 불용성 또는 매우 낮은 용해도를 나타내는 가스의 3가지로 구분될 수 있다. Referring to Table 1, the processed material in semiconductor processing exhaust gas is greatly TEOS [Si (OC 2 H 5 ) 4],
공정배출가스를 처리하기 위한 종래의 방법은 불소화합물의 분해 공정의 전 단계에 흡수 전처리 장치를 설치하여 입자상 물질의 제거와 수용성이면서 고부식성을 나타내는 HF, HCl을 알카리 용액을 이용하여 흡수 처리 후 분해 장치로 공급하고, 분해장치로 공급된 NF3, SiF4, BCl3, CF4, SF6 또는 미량의 HF, HCl을 분해한 후 스크러버를 이용하여 흡수 처리하는 방법이다. Conventional methods for treating process exhaust gas include the removal of particulate matter and the water-soluble and highly corrosive HF and HCl by using an alkali solution by disposing the absorption pretreatment device at the previous stage of the decomposition process of the fluorine compound And decomposes NF 3 , SiF 4 , BCl 3 , CF 4 , SF 6, or trace amounts of HF and HCl supplied to the decomposition device, and then performs absorption treatment using a scrubber.
도 1은 종래의 불소화합물 처리장치와 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 유입흐름(U1)을 통하여 상기 표 1의 성분이 포함된 공정배출가스가 전처리 시스템에 유입되면 TEOS[Si(OC2H5)4], SiH4, SiO2와 같은 입자상 물질과 HF, HCl과 같은 수용성 가스를 알카리 용액을 이용하여 흡수 처리한다. 전처리 시스템은 스크러버로 이루어질 수 있는데, 스크러버에서의 가스 체류시간이 길어지면 이후의 분해 시스템으로 다량의 수분이 유입되므로 이를 방지하기 위하여 전처리 시스템에서 완전한 처리가 이루어지지 않도록 운전되는 것이 일반적이다. 전처리 시스템의 스크러버로 유입된 알카리 용액은 유입흐름(PF2)을 통하여 흡수처리된 후에 배출흐름(LW2)을 통하여 배출된다. 전처리 시스템에서 입자상 물질과 수용성 가스가 제거된 가스상 흐름(U2)은 분해 시스템으로 도입된다. 분해 시스템에는 연소 공정, 플라즈마 공정, 촉매 공정 또는 발열체 공정이 적용될 수 있고, 경우에 따라 효율 증진을 목적으로 복합공정이 적용될 수 있으며, 분해 시스템에서는 NF3, SiF4, BCl3, CF4, SF6 등이 분해 처리된다. 분해된 가스상 배출흐름(U3)은 스크러버 또는 흡착탑으로 구성된 후처리 시스템으로 유입된다. 후처리 시스템에서는 알카리 용액이 유입흐름(PF1)을 통하여 공급되고 배출흐름(LW1)으로 배출되며, 배출된 용액은 폐수 처리공정으로 이송된다. 흡수 처리 후 흐름(U4)은 재처리 장치로 이송되어 처리 배출된다. 이러한 종래의 불소화합물 처리방법에서는 분해 시스템에 불소화합물 외에 질소, 산소, 아르곤 등의 가스가 함께 유입되므로 분해 시스템을 작동하는데 에너지 소모가 많아지는 문제점이 있다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view for explaining a conventional fluorine compound processing apparatus and method. FIG. 1, the process off-gas comprising the components of Table 1 that when entering the pre-treatment system TEOS through the inlet flow (U1) [Si (OC 2 H 5) 4],
본 발명의 불소화합물 처리방법 및 처리장치는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 불소화합물을 분해부로 도입하기 전에 질소, 산소, 아르곤 등의 가스를 분리하여 분리농축공정을 도입하였고, 분해부에서 처리된 가스를 다시 스크러버로 재유입시키는 재순환흐름을 적용한 것이 특징이다. 이와 같이 분리농축공정이 도입되면 분해공정에서의 부하를 감소시키고 단일 분해처리장치에서 가스 처리량을 증가시켜 에너지 소모를 감소시킬 수 있다. 또한 재순환흐름의 적용은 대기 중으로 방출되는 미처리 가스의 양을 현저히 감소시킬 수 있다.In order to solve such conventional problems, the method and apparatus for treating a fluorine compound of the present invention have introduced a separation and concentration process for separating a gas such as nitrogen, oxygen and argon before introducing the fluorine compound into the decomposition part, And a recirculating flow in which the gas is re-introduced into the scrubber again. Such a separation and concentration process can reduce the load in the decomposition process and increase the gas throughput in a single decomposition device, thereby reducing energy consumption. Also, the application of the recycle stream can significantly reduce the amount of untreated gas that is released into the atmosphere.
아래에서 도면을 이용하여 본 발명의 불소화합물 처리방법 및 처리장치에 관하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the fluorine compound treating method and treating apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 불소화합물 처리장치와 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 먼저 불소화합물과 질소가 포함된 공정배출가스가 공정에서 배출된 흐름(F1)을 따라서 전처리 공정으로 유입된다. 이때, 공정배출가스는 분해공정에서 분해처리된 후 발생된 배출흐름(F2)와 합류하여 전처리 공정으로 유입(F8)된다. 공정에서 배출된 흐름(F1)에는 불소화합물, 질소, 아르곤 등이 포함될 수 있다. 분해 처리 후 발생된 배출흐름(F2)에는 분해된 불소화합물 및 분해에 이용된 산소가 주성분이 되고, 분리/농축공정에서 미분리된 질소, 분해공정에서 미분해된 불소화합물, 전처리 공정에서 미분리된 수용성 가스, 입자상 물질 등이 일부 포함될 수 있다.2 is a view for explaining an apparatus and a method for treating a fluorine compound of the present invention. Referring to FIG. 2, first, a process exhaust gas containing a fluorine compound and nitrogen is introduced into a pretreatment process along a flow F1 discharged from the process. At this time, the process exhaust gas is decomposed in the decomposition process, merged with the exhaust flow F2 generated, and introduced into the pretreatment process (F8). The flow F1 discharged from the process may include a fluorine compound, nitrogen, argon, and the like. The discharge flow (F2) generated after the decomposition treatment is mainly composed of the decomposed fluorine compound and oxygen used for decomposition. The nitrogen that has not been separated in the separation / concentration process, the fluorine compound that is not decomposed in the decomposition process, Water-soluble gas, particulate matter, and the like.
전처리 공정에서는 흡수가능한 가스상 입자 및 입자상 또는 미스트 등이 흡수되어 제거되며, 미흡수된 가스와 질소 등은 분리농축공정으로 이송된다. 전처리 공정에는 스크러버가 이용될 수 있다. 스크러버에는 알칼리 흡수용액이 이용될 수 있다. 알칼리 흡수용액은 스크러버 내부로 유입(P1)되어서 HF 등의 수용성 가스와 TEOS[Si(OC2H5)4], SiH4, SiO2와 같은 입자상 물질을 흡수하고 배출(W1)된다. 도면에 표시된 후처리 공정에서도 스크러버가 이용될 수 있는데, 이와 구분하기 위하여 전처리 공정의 스크러버를 제1스크러버, 후처리 공정의 스크러버를 제2스크러버라고 부른다. In the pretreatment process, adsorbable gaseous particles and particulate matter or mist are absorbed and removed, and insufficient gas and nitrogen are transferred to the separation and concentration process. A scrubber may be used for the pretreatment process. The alkali absorbing solution may be used for the scrubber. Alkaline absorption solution is introduced (P1) is absorbed to particulate matter, such as water-soluble gas such as HF and the TEOS [Si (OC 2 H 5) 4],
전처리 공정을 통과하여 배출된 공정배출가스의 흐름(F6)은 전처리 공정에서 미흡수된 불소화합물(NF3, SiF4, BCl3, CF4, SF6 등), 질소, 아르곤, 산소 등을 포함하고, 전처리 공정에서 완전히 분리되지 못한 수용성 가스, 입자상 물질 등을 더 포함할 수 있다. 전처리 공정을 통과한 공정배출가스의 흐름(F6)은 분리/농축공정으로 유입된다. 분리/농축공정에서는 질소, 산소, 아르곤과 같은 안정한 가스들이 분리된다. 분리/농축공정에는 가스의 흡착을 위한 구성이 이용되며 본 명세서에서는 흡착분리부라는 용어를 함께 사용하였다. 흡착분리부는 흡착제 또는 흡수제를 이용한 흡착(또는 흡수) 및 탈착 과정에 의하여 안정한 가스를 분리하는데, 그 방식에 따라서 열변위공정(TSA, temperature swing adsorption process), 압력변위공정(PSA, pressure temperature swing adsorption process), 압력 열변위공정(PTSA, pressure temperature swing adsorption process) 또는 진공변위공정(VSA, vacuum swing adsorption process)으로 구성될 수 있다. 또한 분리탑의 경우 2탑식, 3탑식, 4탑식, 5탑식, 6탑식 등으로 다탑 공정으로 구성될 수 있고, 열변위공정이 사용되는 경우에는 분해공정에서 발생되는 열을 재활용하여 효율성을 증진시키고 에너지 소비를 효율화할 수 있다. 분리/농축공정의 분리탑은 흡착분리제로 충전되며, 종래에 사용되는 흡착제인 제올라이트분자체, 활성탄소분자체, 실리카 및 고분자 분자체가 사용될 수 있으며, 전처리 공정에서 피독을 일으키는 물질을 제거하므로 기존의 흡착분리제의 사용이 가능하다. 또한 고분자 흡착분리제 사용은 피독을 완화시켜 수명을 연장할 수 있다. Through a pre-processing step flow of the exhaust process exhaust gas (F6) is a fluorine compound can be insufficient in the pretreatment step include (NF 3, SiF 4, BCl 3,
분리/농축공정에서 분리된 분해대상가스는 분해공정으로 이송(F5)되며, 분해대상가스가 분리된 흐름은 후처리공정으로 배출(F4)된다. 분해대상가스가 분리된 흐름(F4)은 후처리공정으로 유입되는데, 상기 분리된 흐름(F4)에는 질소 이외에 분리되지 않은 미량의 불소화합물, 분해된 불소화합물, 입자상 물질 등이 포함될 수 있다. 후처리 공정에서는 미분리된 상기 물질들을 추가로 분리하고 청정가스만이 배출흐름(F7)을 따라서 대기로 방출된다. 후처리장치는 흡식스크러버 형태로 구성될 수 있으며, 효율을 증진시키기 위하여 고체 흡착제를 추가로 구성할 수 있다. 또한 추가 구성된 흡착탑은 2개 이상을 설치하고 변위공정을 이용하여 재생 시 분리농축공정으로 공급하여 완벽한 처리가 가능하다. 본 명세서에서는 후처리 공정에 이용된 스크러버를 전처리 공정에 이용된 스크러버와 구분하기 위하여 제2스크러버라 부른다. The decomposition gas separated in the separation / concentration process is transferred to the decomposition process (F5), and the separated flow of the decomposition gas is discharged to the post-treatment process (F4). The flow F4 from which the gas to be decomposed has been separated flows into the post-treatment process. The separated flow F4 may contain a small amount of fluorine compounds, decomposed fluorine compounds, particulate matter, and the like which are not separated apart from nitrogen. In the post-treatment process, the unseparated materials are further separated and only the clean gas is discharged into the atmosphere along the discharge flow (F7). The post-treatment device may be configured in the form of a suction scrubber, and a solid adsorbent may be further configured to enhance the efficiency. In addition, two or more additional adsorption towers can be installed and processed by displacement process to separate and concentrate the regeneration process. In this specification, the scrubber used in the post-treatment process is referred to as a second scrubber in order to distinguish it from the scrubber used in the pretreatment process.
분리/농축공정에서 분리된 분해대상가스는 주로 불소화합물로 이루어지고, 분해공정으로 유입(F5)된다. 본 발명에서는 이와 같이 분리/농축공정에서 질소, 산소, 아르곤과 같은 가스들을 미리 분리하고 분해공정으로 유입시키므로 분해공정에 소모되는 에너지의 양을 감소시킬 수 있다. 분해공정에는 불소화합물을 분리하기 위한 다양한 수단이 이용될 수 있는데, 예를 들면 연소법, 플라즈마법, 전열체 가열법 또는 플라즈마와 연소법이나 전열체 가열법 등을 함께 이용하는 복합된 방식으로 구성될 수 있다. 분해공정에서는 열이 발생되는데, 이때 발생되는 폐열은 열교환기(R1)를 통하여 분리/농축공정으로 전달될 수 있으며, 전달된 열은 분리/농축공정에서 재활용될 수 있다. The decomposition target gas separated in the separation / concentration process is mainly composed of a fluorine compound and flows into the decomposition step (F5). In the present invention, gases such as nitrogen, oxygen, and argon are separated and introduced into the decomposition process in the separation / concentration process in this way, so that the amount of energy consumed in the decomposition process can be reduced. Various methods for separating the fluorine compound may be used for the decomposition step. For example, the decomposition step may be composed of a combustion method, a plasma method, a heating method of a heater, or a combined method of using a plasma and a combustion method or an heating method . In the decomposition process, heat is generated. The waste heat generated at this time can be transferred to the separation / concentration process through the heat exchanger R1, and the transferred heat can be recycled in the separation / concentration process.
분해공정에서 분해처리된 가스상은 재순환흐름(F2)으로 배출되어 유입가스 흐름(F1)과 합류하여 전처리장치로 공급(F8)된다. 본 발명에서는 이와 같이 분해부를 통과한 가스가 스크러버를 거쳐 바로 배출되지 않고, 전처리 공정으로 재유입되어서 다시 분리/농축공정, 분해공정, 후처리공정을 재순환하게 된다. The gas phase decomposition-treated in the decomposition process is discharged to the recirculation flow F2, merges with the inflow gas flow F1, and is supplied to the pretreatment device F8. In the present invention, the gas that has passed through the decomposition section is not directly discharged through the scrubber but is re-introduced into the pretreatment process and then recycled to the separation / concentration process, the decomposition process, and the post-treatment process.
지금까지 설명한 본 발명의 불소화합물 처리방법을 이용하면 통상적인 반도체 제조공정에서 발생되는 불소화합물 포함 공정배출가스 처리방법의 단점을 보완하고 처리효과를 높일 수 있으며, 처리공정 에너지 소비를 최소화하여 에너지 효율을 극대화할 수 있다. 또한 본 발명의 불소화합물 처리방법은 다양한 용도로 사용이 가능하므로, 배출가스 중 특정 성분의 분리에 의하여 효율이 향상될 수 있는 다양한 처리공정에서 응용이 가능하다.By using the fluorine compound treatment method of the present invention described above, it is possible to supplement the disadvantages of the method of treating exhaust gas containing fluorine compounds generated in a conventional semiconductor manufacturing process, to enhance the treatment effect, Can be maximized. Further, since the fluorine compound treating method of the present invention can be used for various purposes, it can be applied to various treatment processes which can improve the efficiency by separating specific components of the exhaust gas.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 일 구현예를 이용하여 설명한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에서 설명된 구현 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 구현 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
Claims (13)
불소화합물과 질소가 포함된 공정배출가스를 제1스크러버로 통과시키면서 수용성 기체 또는 입자상 물질을 분리하는 단계;
상기 수용성 기체 또는 입자상 물질이 분리된 공정배출가스를 흡착분리부로 통과시키면서 불소화합물을 분리하는 단계; 및
상기 흡착분리부에서 분리된 불소화합물을 분해부로 통과시키면서 불소화합물을 분해시키는 단계;를 포함하고,
상기 분해된 불소화합물이 상기 제1스크러버로 재투입되는 것을 특징으로 하는 불소화합물의 처리방법.A process for treating a process effluent gas comprising fluorine compounds and nitrogen,
Separating the water-soluble gas or the particulate matter while passing the process exhaust gas containing the fluorine compound and nitrogen through the first scrubber;
Separating the fluorine compound while allowing the process gas discharged from the water-soluble gas or the particulate matter to pass through the adsorptive separation unit; And
And decomposing the fluorine compound while passing the fluorine compound separated from the adsorbing and separating unit through the decomposition unit,
And the decomposed fluorine compound is re-introduced into the first scrubber.
상기 수용성 기체 또는 입자상 물질이 분리된 공정배출가스를 흡착분리부로 통과시키면서 불소화합물을 분리하는 단계에서 분리된 불소화합물을 제외한 공정배출가스를 제2스크러버로 투입하여 미분리된 불소화합물 또는 수용성 기체를 제거하고 질소를 외부로 배출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불소화합물의 처리방법.The method according to claim 1,
The step of separating the fluorine compound while passing the process exhaust gas separated from the water-soluble gas or particulate matter through the adsorbing and separating unit, the process exhaust gas excluding the separated fluorine compound is introduced into the second scrubber to remove the fluorine compound or the water- And discharging the nitrogen to the outside. The method for treating a fluorine compound according to claim 1,
상기 제1스크러버로 재투입되는 불소화합물은, 상기 불소화합물과 질소가 포함된 공정배출가스와 혼합되어 제1스크러버로 재투입되는 것을 특징으로 하는 불소화합물의 처리방법.The method according to claim 1,
Wherein the fluorine compound re-introduced into the first scrubber is mixed with the process exhaust gas containing the fluorine compound and nitrogen and re-introduced into the first scrubber.
상기 흡착분리부는 열변위공정, 압력변위공정, 압력 및 열변위공정 또는 진공변위공정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 불소화합물의 처리방법.The method according to claim 1,
Wherein the adsorbing and separating unit comprises a thermal displacement process, a pressure displacement process, a pressure and thermal displacement process, or a vacuum displacement process.
상기 분해부는 연소법, 플라즈마법, 전열체 또는 가열법으로 구동되는 것을 특징으로 하는 불소화합물의 처리방법.The method according to claim 1,
Wherein the decomposing portion is driven by a combustion method, a plasma method, a heater, or a heating method.
상기 분해부에서 발생된 열이 상기 흡착분리부에서 재활용되는 것을 특징으로 하는 불소화합물의 처리방법.The method according to claim 1,
And the heat generated in the decomposition part is recycled in the adsorption separation part.
불소화합물과 질소가 포함된 공정배출가스에서 수용성 기체 또는 입자상 물질을 분리하는 전처리 스크러버;
상기 수용성 기체 또는 입자상 물질이 분리된 공정배출가스에서 불소화합물을 분리하는 흡착분리부; 및
상기 흡착분리부에서 분리된 불소화합물을 분해하는 분해부;를 포함하고,
상기 분해부에서 분해된 불소화합물이 상기 스크러버로 재투입되는 것을 특징으로 하는 불소화합물 처리장치.An apparatus for treating process exhaust gas containing fluorine compounds and nitrogen,
A pretreatment scrubber for separating water-soluble gases or particulate matter from process exhaust gas containing fluorine compounds and nitrogen;
An adsorptive separation unit for separating the fluorine compound from the process exhaust gas from which the water soluble gas or particulate matter is separated; And
And a decomposing unit for decomposing the fluorine compound separated in the adsorbing and separating unit,
And the fluorine compound decomposed in the decomposition part is re-introduced into the scrubber.
상기 흡착분리부에서 분리된 불소화합물을 제외한 공정배출가스가 투입되어서 질소를 분리하여 외부로 배출하는 후처리 스크러버를 더 포함하는 불소화합물 처리장치.The method of claim 7,
Further comprising a post-treatment scrubber for separating nitrogen and discharging the nitrogen to the outside by injecting the process exhaust gas excluding the fluorine compound separated from the adsorbing and separating unit.
상기 분해부에서 발생된 열이 상기 흡착분리부에서 재활용될 수 있도록 상기 분해부와 흡착분리부 사이에 열교환 수단이 구비된 것을 특징으로 하는 불소화합물의 처리장치.The method of claim 7,
Wherein heat exchange means is provided between the decomposition portion and the adsorption separation portion so that the heat generated in the decomposition portion can be recycled in the adsorption separation portion.
스크러버를 이용하여 공정배출가스에서 수용성 가스와 입자상 물질을 제거하는 단계;
상기 수용성 가스와 입자상 물질이 제거된 공정배출가스에서 질소, 산소 또는 비활성가스를 제거하는 단계; 및
상기 질소, 산소 또는 비활성가스가 제거된 공정배출가스를 분해하는 단계;를 포함하고, 상기 분해된 공정배출가스를 상기 스크러버로 재투입하여, 상기 스크러버를 이용하여 공정배출가스에서 수용성 가스와 입자상 물질을 제거하는 단계와, 상기 수용성 가스와 입자상 물질이 제거된 공정배출가스에서 질소, 산소 또는 비활성가스를 제거하는 단계와, 상기 질소, 산소 또는 비활성가스가 제거된 공정배출가스를 분해하는 단계를 순차적으로 소정의 횟수만큼 반복하는 것을 특징으로 하는 공정배출가스의 처리방법.A method for processing a process exhaust gas generated in a dry etching process using an etching gas or a vacuum deposition process using a precursor gas,
Removing the water-soluble gas and particulate matter from the process exhaust gas using a scrubber;
Removing nitrogen, oxygen or inert gas from the process exhaust gas from which the water soluble gas and particulate matter have been removed; And
Decomposing the process exhaust gas from which the nitrogen, oxygen, or inert gas has been removed, and recycling the decomposed process exhaust gas to the scrubber to remove water-soluble gases and particulate matter from the process exhaust gas using the scrubber, Removing the nitrogen, oxygen, or inert gas from the process exhaust gas from which the water soluble gas and particulate matter have been removed; and decomposing the process exhaust gas from which the nitrogen, oxygen, or inert gas has been removed, Wherein the process is repeated a predetermined number of times.
상기 수용성 가스와 입자상 물질이 제거된 공정배출가스에서 질소, 산소 또는 비활성가스를 제거하는 단계에는 열변위공정, 압력변위공정, 압력 및 열변위공정 또는 진공변위공정이 이용되는 것을 특징으로 하는 공정배출가스의 처리방법.The method of claim 10,
Wherein the step of removing nitrogen, oxygen or inert gas from the process exhaust gas from which the water-soluble gas and the particulate matter have been removed comprises a process of heat dissipation, pressure displacement process, pressure and thermal displacement process or vacuum displacement process. A method of treating gas.
공정배출가스에서 수용성 가스 또는 입자상 물질을 제거하는 스크러버;
상기 스크러버에서 배출된 공정배출가스가 유입되고, 질소, 산소 또는 비활성가스를 제거하는 흡착분리부; 및
상기 흡착분리부에서 배출된 공정배출가스를 분해하는 분해부;를 포함하고,
상기 분해부의 배출부는 상기 스크러버의 투입부로 연결된 것을 특징으로 하는 공정배출가스의 처리장치.1. An apparatus for processing a process exhaust gas generated in a dry etching process using an etching gas or a vacuum deposition process using a precursor gas,
A scrubber for removing water-soluble gas or particulate matter from the process exhaust gas;
An adsorbing and separating unit into which process exhaust gas discharged from the scrubber flows and removes nitrogen, oxygen, or inert gas; And
And a decomposition unit for decomposing the process exhaust gas discharged from the adsorption unit,
Wherein the outlet of the decomposition unit is connected to the inlet of the scrubber.
상기 흡착분리부와 상기 분해부 사이에 열교환부가 구비된 것을 특징으로 하는 공정배출가스의 처리장치.The method of claim 12,
And a heat exchange unit is provided between the adsorption separation unit and the decomposition unit.
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| KR101596150B1 (en) | 2016-02-22 |
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