KR20220155581A - 유출 가스 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
장치 및 방법이 개시되어 있다. 상기 장치는, 유출 입자를 갖는 연소된 유출 스트림을 제공하기 위해 반도체 프로세싱 툴로부터의 유출 스트림을 처리하는 저감 장치의 저감 챔버와, 저감 챔버의 하류에 위치된 제 1 무화기를 포함하며, 제 1 무화기는 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기에 기초하는 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 무화기는 유출 입자와 결합하거나 그에 부착되는 액적을 생성할 수 있으며, 이는 연소된 유출 스트림으로부터의 유출 입자의 제거를 돕는다.
Description
본 발명은 장치 및 방법과 관련된다. 실시예들은 예를 들어 SiO2와 같은 고체 입자 및 HCl과 같은 산성 가스를 함유하는 유출 스트림을 처리하기 위한 장치와 관련된다.
저감 처리 장치가 알려져 있다. 그러한 장치는 예를 들어 에피택셜 증착 또는 다른 반도체 제조 프로세스에서 발생하는 유출 가스의 처리에 사용된다. 에피택셜 증착 프로세스는 실리콘 및 화합물 반도체 응용 모두에서 고속 반도체 디바이스에 점점 더 많이 사용되고 있다. 에피택셜 층은 주의깊게 성장된 단결정 실리콘 막이다. 에피택셜 증착은 고온, 전형적으로 약 800℃ 내지 1100℃의 수소 분위기에서, 그리고 진공 상태 하에서 실리콘 소스 가스, 전형적으로 실란, 또는 트리클로로실란 또는 디클로로실란과 같은 클로로실란 화합물 중 하나를 이용한다. 에피택셜 증착 프로세스는 제조되는 디바이스에 대해, 필요에 따라, 소량의 붕소, 인, 비소, 게르마늄 또는 탄소로 종종 도핑된다. 프로세스 챔버에 공급되는 에칭 가스는 HCl, HBr, BCl3, Cl2 및 Br2, 및 이들의 조합과 같은 할로겐 화합물을 포함할 수 있다. 프로세스 실행 사이에 챔버를 세정하기 위해 염화수소(HCl), 또는 SF6 또는 NF3과 같은 다른 할로겐 화합물이 사용될 수 있다.
그러한 프로세스에서, 프로세스 챔버에 공급된 가스의 작은 비율만이 프로세스 챔버 내에서 소비되고, 따라서 프로세스 챔버에 공급된 가스의 높은 비율은 챔버 내에서 일어나는 프로세스로부터의 고체 및 가스 부산물과 함께 프로세스 챔버로부터 배출된다. 프로세스 툴은 전형적으로 복수의 프로세스 챔버를 가지며, 프로세스 챔버 각각은 증착, 에칭 또는 세정 프로세스에서 각각 상이한 단계에 있을 수 있다. 따라서, 프로세싱 동안에, 챔버로부터 배기된 가스의 조합으로부터 형성된 폐기물 유출 스트림은 다양한 상이한 조성을 가질 수 있다.
폐기물 스트림이 대기로 배출되기 전에, 저감 장치를 사용하여 폐기물 스트림으로부터 선택된 가스 및 고체 입자를 제거하도록 처리된다. HF 및 HCl과 같은 산성 가스는 통상적으로 충전탑 스크러버를 사용하여 가스 스트림으로부터 제거되며, 여기서 산성 가스는 스크러버를 통해 유동하는 스크러빙 액체에 의해 용액으로 취해진다. 실란은 자연 발화성이고, 따라서 폐기물 스트림이 스크러버를 통해 이송되기 전에, 폐기물 스트림 내에 존재하는 실란 또는 다른 자연 발화성 가스를 공기와 반응시키기 위해 폐기물 스트림이 열 소각로 또는 저감 챔버를 통해 이송되는 것이 통상적인 관행이다. NF3과 같은 임의의 과불소화합물이 또한 저감 챔버 내에서 HF로 변환될 수 있다.
실란이 연소되는 경우, 다량의 실리카(SiO2) 입자가 생성된다. 다른 화합물도 또한 열에 노출되는 경우에 입자를 생성한다. 이들 중 많은 입자가 위어(weir) 및 퀀칭(quench) 노즐에 의해 부유물로 취해질 수 있지만, 스크러빙 액체에 의한 비교적 작은 입자(예를 들어, 1 미크론 미만의 크기를 가짐)의 포획은 비교적 불량한 것으로 관찰되었다.
그러한 장치는 유출 가스 스트림의 처리를 제공하지만, 다수의 단점을 갖는다. 따라서, 개선된 저감 장치를 제공하는 것이 요망된다.
제 1 양태에 따르면, 장치가 제공되며, 상기 장치는, 유출 입자를 갖는 연소된 유출 스트림을 제공하기 위해 반도체 프로세싱 툴로부터의 유출 스트림을 처리하는 저감 장치의 저감 챔버와, 저감 챔버의 하류에 위치된 제 1 무화기를 포함하며, 제 1 무화기는 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기에 기초하는 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 구성된다.
제 1 양태는 기존 배열의 문제점이 유출 스트림으로부터 제거될 수 있는 유출 입자의 양이 제한된다는 점을 인식한 것이다. 이것은 입자가 연소된 유출 스트림 내에 부유 상태로 남아있어 제거하기 어렵기 때문일 수 있다. 따라서, 장치가 제공된다. 상기 장치는 저감 챔버를 포함할 수 있다. 저감 챔버는 저감 장치의 일부로서 제공될 수 있다. 저감 장치는 반도체 프로세싱 툴에 의해 제공되는 유출 스트림을 처리, 프로세싱 또는 저감하도록 구성될 수 있다. 저감 챔버는 연소된 유출 스트림을 제공하거나 생성할 수 있다. 연소된 유출 스트림은 내부에 부유하는 유출 입자를 가질 수 있다. 상기 장치는 저감 챔버로부터 연소된 유출 스트림을 수용할 수 있는 무화기를 포함할 수 있다. 무화기는 액적을 생성하도록 구성되거나 배열될 수 있다. 액적은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기에 기초하거나, 관련되거나, 의존하거나 비례할 수 있는 액적 크기를 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 무화기는 유출 입자와 결합하거나 그에 부착되는 액적을 생성할 수 있으며, 이는 연소된 유출 스트림으로부터의 유출 입자의 제거를 돕는다.
상기 장치는 제 1 무화기의 하류에 위치된 제 2 무화기를 포함할 수 있다. 제 2 무화기를 제공하는 것은 이미 결합된 유출 입자와 제 1 무화기로부터 생성된 액적 및/또는 유출 입자와 결합할 수 있는 추가 액적이 생성될 수 있게 하며, 이는 연소된 유출 스트림으로부터 이들을 제거하는 것을 돕는다.
상기 장치는 제 1 무화기의 상류에 있는 퀀칭 스프레이 섹션과, 제 2 무화기의 상류에서 수용성 가스를 스크러빙하기 위한 스프레이 노즐을 포함할 수 있다. 전형적으로, 퀀칭 스프레이 섹션은 저감 챔버의 하류에 있는 퀀칭 스테이지에 위치될 수 있다. 전형적으로, 스프레이 노즐은 제 1 무화기의 하류 및 제 2 무화기의 상류에 있는 충전탑에 위치될 수 있다.
제 1 무화기는 퀀칭 스테이지의 하류에 위치될 수 있다.
제 2 무화기는 충전탑의 입구를 향해 위치될 수 있다.
제 2 무화기는 충전탑의 배기구를 향해 위치될 수 있다. 제 1 무화기를 충전탑의 일 단부를 향해 위치시키고 제 2 무화기를 충전탑의 타 단부를 향해 위치시키는 것은 유출 입자와 액적이 부착되거나 결합하고 응집하여 더 커지게 하기 위한 공간을 제공하며, 이는 연소된 유출 스트림으로부터 이들의 제거를 돕는다.
제 2 무화기는 사이클론 또는 미스트 필터의 상류에 위치될 수 있다. 또한, 이것은 보다 효과적으로 제거될 수 있는 더 큰 입자를 생성하는 것을 돕는다. 사이클론 또는 미스트 필터는 주로 유출 스트림으로부터 수분을 제거한다. 사이클론/미스트 필터는 상부 무화기와 조합하여 미립자를 제거할 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기는 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기 분포에 기초하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 구성될 수 있다. 따라서, 액적의 크기 분포는 또한 입자 크기 분포에 적합하도록 구성되어, 입자의 상이한 크기에 기초하거나, 관련되거나, 의존하거나, 비례하여 상이한 크기 액적의 적합한 수가 이용 가능한 것을 보장하는 것을 도울 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기는 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기 분포와 중첩되는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 구성될 수 있다. 따라서, 크기 분포는 정확히 일치하지 않을 수 있으며, 액적과 연소 입자 사이의 결합 또는 부착을 촉진하기 위해 단순히 중첩되거나 공통의 크기를 가질 수 있다. 동일하게, 액적 크기가 입자 크기의 배수일 수 있지만(예를 들어, 액적 크기는 입자 크기의 최대 200배일 수 있음), 입자와 비교되는 액적의 크기 분포 프로파일은 중첩되거나, 공통 부분을 공유할 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기는 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기 분포와 일치하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 구성될 수 있다. 액적 크기가 입자 크기의 배수일 수 있지만(예를 들어, 액적 크기는 입자 크기의 최대 200배일 수 있음), 입자와 비교되는 액적의 크기 분포 프로파일은 일치하거나, 유사한 프로파일을 가질 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기는 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기의 최대 200배, 바람직하게는 최대 20배인 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 구성될 수 있다. 따라서, 상대 크기가 정확히 일치할 필요는 없다. 상대 크기는 배수만큼 상이할 수 있다. 최대 200배의 상대 크기 차이는 연소 입자와 액적의 적절한 부착 또는 결합을 여전히 촉진하여 연소된 유출 스트림으로부터의 제거를 유발하는 것으로 밝혀졌다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기는 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기의 20배 내지 50배인 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 구성될 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기는 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기 분포 내의 입자와 일치하는 크기를 갖는 액적 크기 분포 내의 액적을 생성하도록 구성될 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기는 액적을 생성하도록 구성된 복수의 노즐을 포함할 수 있다. 이것은 액적의 수 및 공간적 분포의 증가를 허용한다.
복수의 노즐에는 액적을 생성하기 위해 무화 액체 및 무화 가스가 공급될 수 있다. 무화 액체 및 무화 가스의 조정은 액적의 크기 및 크기 분포를 조정하는 것을 돕는다.
복수의 노즐은 각각의 노즐로부터 일치하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 병렬로 배열될 수 있다.
복수의 노즐은 각각의 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 구성될 수 있다. 따라서, 각각의 노즐은 연소된 유출 스트림에 적합하도록 요구되는 액적 크기 분포를 함께 생성하는 상이한 액적 크기 분포를 생성할 수 있다.
복수의 노즐은 그룹으로 배열될 수 있으며, 각 그룹은 노즐의 각 그룹으로부터 일치하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 병렬로 배열된다.
각 그룹의 노즐은 해당 그룹 내의 각 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 직렬로 배열될 수 있다.
복수의 노즐은 각각의 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 직렬로 배열될 수 있다. 노즐들 사이의 압력 강하는 상이한 노즐에서 상이한 크기 분포를 생성하는 것을 도울 수 있다.
각 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해, 무화 액체의 소스는 직렬 배열의 일 단부에 공급될 수 있고 무화 가스의 소스는 직렬 배열의 타 단부에 공급될 수 있다.
복수의 노즐은 유출 스트림의 상이한 위치에서 상이한 크기를 갖는 액적을 생성하도록 위치될 수 있다. 상이한 크기는 상이한 위치에서 발견되는 상이한 크기 입자에 맞춰질 수 있다. 예를 들어, 더 작은 입자는 장치의 더 빠른 유동 영역에, 예컨대 충전탑 입구의 중심쪽에 존재할 수 있고, 더 큰 입자는 더 느린 이동 영역에, 예컨대 충전탑 입구의 에지쪽에 존재할 수 있다. 따라서, 그러한 예에서, 더 작은 액적을 생성하도록 구성된 노즐은 충전탑 입구의 중심을 향해 위치될 수 있고, 더 큰 액적을 생성하도록 구성된 노즐은 충전탑 입구의 에지를 향해 위치될 수 있다.
노즐은 해당 무화기에 대해 상류, 하류 및/또는 횡단 방향으로 이동하는 액적을 생성하도록 배향될 수 있다.
노즐은 해당 무화기의 상류 및 하류 방향 모두로 이동하는 액적을 생성하도록 배향될 수 있다.
노즐은 연소된 유출 스트림의 유동 방향과 반대되는 방향으로 이동하는 액적을 생성하도록 배향될 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에는 최대 300 리터/분, 바람직하게는 최대 250 리터/분(0℃로 설정된 유량 디바이스로 측정됨)의 무화 가스가 공급될 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에는 최대 10 bar, 바람직하게는 최대 6 bar의 압력으로 무화 가스가 공급될 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에는 최대 30 리터/시간, 바람직하게는 최대 22 리터/시간의 무화 액체가 공급될 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에는 최대 2 bar, 바람직하게는 최대 1.5 bar의 압력으로 무화 액체가 공급될 수 있다.
무화 가스는 질소 및/또는 압축 건조 공기를 포함할 수 있고, 무화 액체는 물을 포함할 수 있다.
제 1 무화기는 적어도 1개의 노즐을 포함할 수 있고, 제 2 무화기는 적어도 1개의 노즐을 포함할 수 있다.
제 1 무화기는 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 2개의 노즐의 3개의 평행한 그룹으로 배열된 적어도 6개의 노즐을 포함할 수 있다.
제 1 무화기는 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 평행하게 배열된 적어도 7개의 노즐을 포함할 수 있다.
제 2 양태에 따르면, 장치가 제공되며, 상기 장치는, 연소 입자를 갖는 연소된 유출 스트림을 제공하기 위해 반도체 프로세싱 툴로부터의 유출 스트림을 처리하는 저감 장치의 저감 챔버와, 저감 챔버의 하류에 위치되고, 연소 입자의 적어도 일부를 혼입하는 액적을 생성하도록 구성된 제 1 무화기와, 제 1 무화기의 하류에 위치되고, 연소 입자의 적어도 일부를 혼입하는 액적을 생성하도록 구성된 제 2 무화기를 포함한다.
제 2 양태는 기존 배열의 문제점이 유출 스트림으로부터 제거될 수 있는 유출 입자의 양이 제한된다는 점을 인식한 것이다. 이것은 입자가 연소된 유출 스트림 내에 부유 상태로 남아있어 제거하기 어렵기 때문일 수 있다.
따라서, 장치가 제공된다. 상기 장치는 저감 챔버를 포함할 수 있다. 저감 챔버는 저감 장치의 일부로서 제공될 수 있다. 저감 장치는 반도체 프로세싱 툴에 의해 제공되는 유출 스트림을 처리, 프로세싱 또는 저감하도록 구성될 수 있다. 저감 챔버는 연소된 유출 스트림을 제공하거나 생성할 수 있다. 연소된 유출 스트림은 내부에 부유하는 유출 입자를 가질 수 있다. 상기 장치는 저감 챔버로부터 연소된 유출 스트림을 수용할 수 있는 제 1 무화기를 포함할 수 있다. 제 1 무화기는 액적을 생성하도록 구성되거나 배열될 수 있다. 상기 장치는 제 2 무화기를 포함할 수 있다. 제 2 무화기는 제 1 무화기 하류에 또는 제 1 무화기로부터 멀리 위치될 수 있다. 제 2 무화기는 제 1 무화기로부터 연소된 유출 스트림을 수용할 수 있다. 제 2 무화기는 액적을 생성하도록 구성되거나 배열될 수 있다. 액적은 연소 입자의 적어도 일부를 혼입, 포획, 부착 또는 결합할 수 있다. 이러한 방식으로, 무화기들은 유출 입자와 결합하거나 그에 부착되는 액적을 생성할 수 있으며, 이는 연소된 유출 스트림으로부터의 유출 입자의 제거를 돕는다. 제 2 무화기를 제공하는 것은 이미 결합된 유출 입자와 제 1 무화기로부터 생성된 액적 및/또는 유출 입자와 결합할 수 있는 추가 액적이 생성될 수 있게 하며, 이는 연소된 유출 스트림으로부터 이들을 제거하는 것을 돕는다.
상기 장치는 제 1 무화기의 상류에 있는 퀀칭 스프레이 섹션과, 제 2 무화기의 상류에서 수용성 가스를 스크러빙하기 위한 스프레이 노즐을 포함할 수 있다. 전형적으로, 퀀칭 스프레이 섹션은 저감 챔버의 하류에 있는 퀀칭 스테이지에 위치될 수 있다. 전형적으로, 스프레이 노즐은 제 1 무화기의 하류 및 제 2 무화기의 상류에 있는 충전탑에 위치될 수 있다.
제 1 무화기는 퀀칭 스테이지의 하류에 위치될 수 있다.
제 1 무화기는 충전탑의 입구를 향해 위치될 수 있다.
제 2 무화기는 충전탑의 배기구를 향해 위치될 수 있다.
제 2 무화기는 사이클론 스테이지 및 미스트 필터 중 하나의 상류에 위치될 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기는 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기 분포에 기초하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 구성될 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기는 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기 분포와 중첩되는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 구성될 수 있다. 동일하게, 액적 크기가 입자 크기의 배수일 수 있지만(예를 들어, 액적 크기는 입자 크기의 최대 200배일 수 있음), 입자와 비교되는 액적의 크기 분포 프로파일은 중첩되거나, 공통 부분을 공유할 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기는 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기 분포와 일치하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 구성될 수 있다. 액적 크기가 입자 크기의 배수일 수 있지만(예를 들어, 액적 크기는 입자 크기의 최대 200배일 수 있음), 입자와 비교되는 액적의 크기 분포 프로파일은 일치하거나, 유사한 프로파일을 가질 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기는 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기의 최대 200배, 바람직하게는 최대 20배인 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 구성될 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기는 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기의 20배 내지 50배인 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 구성될 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기는 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기 분포 내의 입자와 일치하는 크기를 갖는 액적 크기 분포 내의 액적을 생성하도록 구성될 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기는 액적을 생성하도록 구성된 복수의 노즐을 포함할 수 있다.
복수의 노즐에는 액적을 생성하기 위해 무화 액체 및 무화 가스가 공급될 수 있다.
복수의 노즐은 각각의 노즐로부터 일치하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 병렬로 배열될 수 있다.
복수의 노즐은 각각의 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 구성될 수 있다.
복수의 노즐은 노즐의 그룹으로 배열될 수 있으며, 각 그룹은 노즐의 각 그룹으로부터 일치하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 병렬로 배열된다.
각 그룹의 노즐은 해당 그룹 내의 각 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 직렬로 배열될 수 있다.
복수의 노즐은 각각의 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 직렬로 배열될 수 있다.
각 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해, 무화 액체의 소스는 직렬 배열의 일 단부에 공급될 수 있고 무화 가스의 소스는 직렬 배열의 타 단부에 공급될 수 있다.
복수의 노즐은 유출 스트림의 상이한 위치에서 상이한 크기를 갖는 액적을 생성하도록 위치될 수 있다.
노즐은 해당 무화기에 대해 상류, 하류 및/또는 횡단 방향으로 이동하는 액적을 생성하도록 배향될 수 있다.
노즐은 해당 무화기의 상류 및 하류 방향 모두로 이동하는 액적을 생성하도록 배향될 수 있다.
노즐은 연소된 유출 스트림의 유동 방향과 반대되는 방향으로 이동하는 액적을 생성하도록 배향될 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에는 최대 300 리터/분, 바람직하게는 최대 250 리터/분(0℃로 설정된 유량 디바이스를 사용하여 측정됨)의 무화 가스가 공급될 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에는 최대 10 bar, 바람직하게는 최대 6 bar의 압력으로 무화 가스가 공급될 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에는 최대 30 리터/시간, 바람직하게는 최대 22 리터/시간의 무화 액체가 공급될 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에는 최대 2 bar, 바람직하게는 최대 1.5 bar의 압력으로 무화 액체가 공급될 수 있다.
무화 가스는 질소 및/또는 압축 건조 공기를 포함할 수 있고, 무화 액체는 물을 포함할 수 있다.
제 1 무화기는 적어도 1개의 노즐을 포함할 수 있고, 제 2 무화기는 적어도 1개의 노즐을 포함할 수 있다.
제 1 무화기는 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 2개의 노즐의 3개의 평행한 그룹으로 배열된 적어도 6개의 노즐을 포함할 수 있다.
제 1 무화기는 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 평행하게 배열된 적어도 7개의 노즐을 포함할 수 있다.
제 3 양태에 따르면, 방법이 제공되며, 상기 방법은, 반도체 프로세싱 툴로부터의 유출 스트림을 처리하는 저감 장치의 저감 챔버로부터 연소 입자를 갖는 연소된 유출 스트림을 수용하는 것과, 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기에 기초하는 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 구성되고 저감 챔버의 하류에 위치된 제 1 무화기를 사용하여 연소된 유출 스트림으로부터 연소 입자를 제거하는 것을 포함한다.
상기 방법은 제 1 무화기의 하류에 위치한 제 2 무화기를 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 제 1 무화기의 상류에 퀀칭 스프레이 섹션을 위치시키는 것과, 제 2 무화기의 상류에서 수용성 가스를 스크러빙하기 위한 스프레이 노즐을 위치시키는 것을 포함할 수 있다. 전형적으로, 상기 방법은 저감 챔버의 하류에 있는 퀀칭 스테이지에 퀀칭 스프레이 섹션을 위치시키는 것을 포함할 수 있다. 전형적으로, 상기 방법은 제 1 무화기의 하류 및 제 2 무화기의 상류에 있는 충전탑에 스프레이 노즐을 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 퀀칭 스테이지의 하류에 제 1 무화기를 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 충전탑의 입구를 향해 제 1 무화기를 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 충전탑의 배기구를 향해 제 2 무화기를 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 사이클론 스테이지 및 미스트 필터 중 하나의 상류에 제 2 무화기를 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기 분포에 기초하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기 분포와 중첩되는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기 분포와 일치하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기의 최대 200배, 바람직하게는 최대 20배인 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기의 20배 내지 50배인 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기 분포 내의 입자와 일치하는 크기를 갖는 액적 크기 분포 내의 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기는 액적을 생성하도록 구성된 복수의 노즐을 포함할 수 있다.
상기 방법은 액적을 생성하기 위해 무화 액체 및 무화 가스를 복수의 노즐에 공급하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 각각의 노즐로부터 일치하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 복수의 노즐을 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 병렬로 배열하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 각각의 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 복수의 노즐을 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 노즐의 그룹으로 복수의 노즐을 배열하는 것을 포함할 수 있으며, 각 그룹은 노즐의 각 그룹으로부터 일치하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 병렬로 배열된다.
상기 방법은 해당 그룹 내의 각 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 각 그룹의 노즐 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 직렬로 배열하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 각각의 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 복수의 노즐을 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 직렬로 배열하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은, 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해, 무화 액체의 소스를 직렬 배열의 일 단부에 공급하고 무화 가스의 소스를 직렬 배열의 타 단부에 공급하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 유출 스트림의 상이한 위치에서 상이한 크기를 갖는 액적을 생성하도록 복수의 노즐을 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 해당 무화기에 대해 상류, 하류 및/또는 횡단 방향으로 이동하는 액적을 생성하도록 노즐을 배향시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 해당 무화기의 상류 및 하류 방향 모두로 이동하는 액적을 생성하도록 노즐을 배향시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림의 유동 방향과 반대되는 방향으로 이동하는 액적을 생성하도록 노즐을 배향시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에 최대 300 리터/분, 바람직하게는 최대 250 리터/분(0℃로 설정된 유동 디바이스로부터 측정됨)의 무화 가스를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에 최대 10 bar, 바람직하게는 최대 6 bar의 압력으로 무화 가스를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에 최대 30 리터/시간, 바람직하게는 최대 22 리터/시간의 무화 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에 최대 2 bar, 바람직하게는 최대 1.5 bar의 압력으로 무화 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
무화 가스는 질소 및/또는 압축 건조 공기를 포함할 수 있고, 무화 액체는 물을 포함할 수 있다.
제 1 무화기는 적어도 1개의 노즐을 포함할 수 있고, 제 2 무화기는 적어도 1개의 노즐을 포함할 수 있다.
제 1 무화기는 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 2개의 노즐의 3개의 평행한 그룹으로 배열된 적어도 6개의 노즐을 포함할 수 있다.
제 1 무화기는 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 평행하게 배열된 적어도 7개의 노즐을 포함할 수 있다.
상기 방법은 액적의 적어도 일부와 유출 입자의 적어도 일부를 응집시키기 위해 연소된 유출 스트림을 액적과 함께 제 1 무화기로부터 제 2 무화기를 향해 이송하는 것을 포함할 수 있다.
제 4 양태에 따르면, 방법이 제공되며, 상기 방법은, 반도체 프로세싱 툴로부터의 유출 스트림을 처리하는 저감 장치의 저감 챔버로부터 연소 입자를 갖는 연소된 유출 스트림을 수용하는 것과, 연소 입자의 적어도 일부를 혼입하는 액적을 생성하도록 구성되고 저감 챔버의 하류에 위치된 제 1 무화기와, 연소 입자의 적어도 일부를 혼입하는 액적을 생성하도록 구성되고 제 1 무화기의 하류에 위치된 제 2 무화기를 사용하여, 연소된 유출 스트림으로부터 연소 입자를 제거하는 것을 포함한다.
상기 방법은 제 1 무화기의 상류에 퀀칭 스프레이 섹션을 위치시키는 것과, 제 2 무화기의 상류에서 수용성 가스를 스크러빙하기 위한 스프레이 노즐을 위치시키는 것을 포함할 수 있다. 전형적으로, 상기 방법은 저감 챔버의 하류에 있는 퀀칭 스테이지에 퀀칭 스프레이 섹션을 위치시키는 것을 포함할 수 있다. 전형적으로, 상기 방법은 제 1 무화기의 하류 및 제 2 무화기의 상류에 있는 충전탑에 스프레이 노즐을 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 퀀칭 스테이지의 하류에 제 1 무화기를 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 충전탑의 입구를 향해 제 1 무화기를 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 충전탑의 배기구를 향해 제 2 무화기를 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 사이클론 스테이지 및 미스트 필터 중 하나의 상류에 제 2 무화기를 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기 분포에 기초하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기 분포와 중첩되는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기 분포와 일치하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기의 최대 200배, 바람직하게는 최대 20배인 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기의 20배 내지 50배인 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기 분포 내의 입자와 일치하는 크기를 갖는 액적 크기 분포 내의 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기는 액적을 생성하도록 구성된 복수의 노즐을 포함할 수 있다.
상기 방법은 액적을 생성하기 위해 무화 액체 및 무화 가스를 복수의 노즐에 공급하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 각각의 노즐로부터 일치하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 복수의 노즐을 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 병렬로 배열하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 각각의 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 복수의 노즐을 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 노즐의 그룹으로 복수의 노즐을 배열하는 것을 포함할 수 있으며, 각 그룹은 노즐의 각 그룹으로부터 일치하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 병렬로 배열된다.
상기 방법은 해당 그룹 내의 각 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 각 그룹의 노즐 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 직렬로 배열하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 각각의 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 복수의 노즐을 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 직렬로 배열하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은, 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해, 무화 액체의 소스를 직렬 배열의 일 단부에 공급하고 무화 가스의 소스를 직렬 배열의 타 단부에 공급하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 유출 스트림의 상이한 위치에서 상이한 크기를 갖는 액적을 생성하도록 복수의 노즐을 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 해당 무화기에 대해 상류, 하류 및/또는 횡단 방향으로 이동하는 액적을 생성하도록 노즐을 배향시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 해당 무화기의 상류 및 하류 방향 모두로 이동하는 액적을 생성하도록 노즐을 배향시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림의 유동 방향과 반대되는 방향으로 이동하는 액적을 생성하도록 노즐을 배향시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에 최대 300 리터/분, 바람직하게는 최대 250 리터/분(0℃로 설정된 유동 디바이스를 사용하여 측정됨)의 무화 가스를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에 최대 10 bar, 바람직하게는 최대 6 bar의 압력으로 무화 가스를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에 최대 30 리터/시간, 바람직하게는 최대 22 리터/시간의 무화 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에 최대 2 bar, 바람직하게는 최대 1.5 bar의 압력으로 무화 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
무화 가스는 질소 및/또는 압축 건조 공기를 포함할 수 있고, 무화 액체는 물을 포함할 수 있다.
제 1 무화기는 적어도 1개의 노즐을 포함할 수 있고, 제 2 무화기는 적어도 1개의 노즐을 포함할 수 있다.
제 1 무화기는 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 2개의 노즐의 3개의 평행한 그룹으로 배열된 적어도 6개의 노즐을 포함할 수 있다.
제 1 무화기는 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 평행하게 배열된 적어도 7개의 노즐을 포함할 수 있다.
상기 방법은 액적의 적어도 일부와 유출 입자의 적어도 일부를 응집시키기 위해 연소된 유출 스트림을 액적과 함께 제 1 무화기로부터 제 2 무화기를 향해 이송하는 것을 포함할 수 있다.
제 5 양태에 따르면, 방법이 제공되며, 상기 방법은, 반도체 프로세싱 툴로부터의 유출 스트림을 처리하는 저감 장치의 저감 챔버로부터의 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기를 결정하는 것과, 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기에 기초하는 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 저감 챔버의 하류에 위치된 제 1 무화기를 구성하는 것을 포함한다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기에 기초하는 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 제 1 무화기의 하류에 위치된 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 제 1 무화기의 상류에 퀀칭 스프레이 섹션을 위치시키는 것과, 제 2 무화기의 상류에서 수용성 가스를 스크러빙하기 위한 스프레이 노즐을 위치시키는 것을 포함할 수 있다. 전형적으로, 상기 방법은 저감 챔버의 하류에 있는 퀀칭 스테이지에 퀀칭 스프레이 섹션을 위치시키는 것을 포함할 수 있다. 전형적으로, 상기 방법은 제 1 무화기의 하류 및 제 2 무화기의 상류에 있는 충전탑에 스프레이 노즐을 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 퀀칭 스테이지의 하류에 제 1 무화기를 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 충전탑의 입구를 향해 제 1 무화기를 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 충전탑의 배기구를 향해 제 2 무화기를 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 사이클론 스테이지 및 미스트 필터 중 하나의 상류에 제 2 무화기를 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기 분포에 기초하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기 분포와 중첩되는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기 분포와 일치하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기의 최대 200배, 바람직하게는 최대 20배인 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 유출 입자의 입자 크기의 20배 내지 50배인 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기 분포 내의 입자와 일치하는 크기를 갖는 액적 크기 분포 내의 액적을 생성하도록 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기는 액적을 생성하도록 구성된 복수의 노즐을 포함할 수 있다.
상기 방법은 액적을 생성하기 위해 무화 액체 및 무화 가스를 복수의 노즐에 공급하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 각각의 노즐로부터 일치하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 복수의 노즐을 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 병렬로 배열하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 각각의 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 복수의 노즐을 구성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 노즐의 그룹으로 복수의 노즐을 배열하는 것을 포함할 수 있으며, 각 그룹은 노즐의 각 그룹으로부터 일치하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 병렬로 배열된다.
상기 방법은 해당 그룹 내의 각 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 각 그룹의 노즐 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 직렬로 배열하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 각각의 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해 복수의 노즐을 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 직렬로 배열하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은, 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하기 위해, 무화 액체의 소스를 직렬 배열의 일 단부에 공급하고 무화 가스의 소스를 직렬 배열의 타 단부에 공급하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 유출 스트림의 상이한 위치에서 상이한 크기를 갖는 액적을 생성하도록 복수의 노즐을 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 해당 무화기에 대해 상류, 하류 및/또는 횡단 방향으로 이동하는 액적을 생성하도록 노즐을 배향시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 해당 무화기의 상류 및 하류 방향 모두로 이동하는 액적을 생성하도록 노즐을 배향시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 연소된 유출 스트림의 유동 방향과 반대되는 방향으로 이동하는 액적을 생성하도록 노즐을 배향시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에 최대 300 리터/분, 바람직하게는 최대 250 리터/분(0℃로 설정된 유동 디바이스를 사용하여 측정됨)의 무화 가스를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에 최대 10 bar, 바람직하게는 최대 6 bar의 압력으로 무화 가스를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에 최대 30 리터/시간, 바람직하게는 최대 22 리터/시간의 무화 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 제 1 무화기 및/또는 제 2 무화기에 최대 2 bar, 바람직하게는 최대 1.5 bar의 압력으로 무화 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
무화 가스는 질소 및/또는 압축 건조 공기를 포함할 수 있고, 무화 액체는 물을 포함할 수 있다.
제 1 무화기는 적어도 1개의 노즐을 포함할 수 있고, 제 2 무화기는 적어도 1개의 노즐을 포함할 수 있다.
제 1 무화기는 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 2개의 노즐의 3개의 평행한 그룹으로 배열된 적어도 6개의 노즐을 포함할 수 있다.
제 1 무화기는 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 평행하게 배열된 적어도 7개의 노즐을 포함할 수 있다.
상기 방법은 액적의 적어도 일부와 유출 입자의 적어도 일부를 응집시키기 위해 연소된 유출 스트림을 액적과 함께 제 1 무화기로부터 제 2 무화기를 향해 이송하도록 상기 장치를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
다른 특정의 바람직한 양태는 첨부된 독립 청구항 및 종속 청구항에 기재되어 있다. 종속 청구항의 특징은 청구범위에 명시적으로 제시된 것 이외의 조합으로 그리고 적절하게 독립 청구항의 특징과 조합될 수 있다.
장치 특징이 기능을 제공하도록 작동 가능한 것으로 설명되는 경우, 이것은 그러한 기능을 제공하거나 그러한 기능을 제공하도록 적합화되거나 구성되는 장치 특징을 포함한다는 것이 이해될 것이다.
이제, 본 발명의 실시예가 첨부 도면을 참조하여 추가로 설명될 것이다:
도 1은 일 실시예에 따른 저감 장치를 도시하고;
도 2는 예시적인 무화기 배열을 도시하고;
도 3은 전체 분말 제거에 대한 무화기를 통한 총 질소 유동(리터/분 단위)(0℃로 설정된 유동 디바이스를 사용하여 측정됨)의 그래프이고;
도 4는 배기가스로부터 수집된 정규화된 샘플 분말에 대한 50% 임팩터 컷포인트에서의 입자의 공기역학적 직경(㎛ 단위)을 나타내는 그래프이고;
도 5는 백분율 입자 제거 효율에 대한 시간(시간 단위)의 그래프이고;
도 6은 도 5에 언급된 다양한 무화기 구성을 도시하고;
도 7은 중량측정 테스트 셋업으로부터의 결과 비교를 나타내고;
도 8은 배기가스로부터 수집된 평균 샘플 분말에 대한 50% 임팩터 컷포인트에서의 입자의 공기역학적 직경(㎛ 단위)을 나타내는 그래프이다.
도 1은 일 실시예에 따른 저감 장치를 도시하고;
도 2는 예시적인 무화기 배열을 도시하고;
도 3은 전체 분말 제거에 대한 무화기를 통한 총 질소 유동(리터/분 단위)(0℃로 설정된 유동 디바이스를 사용하여 측정됨)의 그래프이고;
도 4는 배기가스로부터 수집된 정규화된 샘플 분말에 대한 50% 임팩터 컷포인트에서의 입자의 공기역학적 직경(㎛ 단위)을 나타내는 그래프이고;
도 5는 백분율 입자 제거 효율에 대한 시간(시간 단위)의 그래프이고;
도 6은 도 5에 언급된 다양한 무화기 구성을 도시하고;
도 7은 중량측정 테스트 셋업으로부터의 결과 비교를 나타내고;
도 8은 배기가스로부터 수집된 평균 샘플 분말에 대한 50% 임팩터 컷포인트에서의 입자의 공기역학적 직경(㎛ 단위)을 나타내는 그래프이다.
실시예들을 보다 상세하게 논의하기 전에, 먼저 개요가 제공될 것이다. 실시예들은 저감 챔버의 하류에, 액적이 생성되어 유출 스트림의 유동 내로 도입되는 배열을 제공한다. 이러한 액적은 전형적으로 유출 스트림 내의 고체 입자와 결합하거나 그에 부착하며, 이는 저감 장치 내의 유체에서 해당 입자를 포획하거나 혼입하는 것을 돕는다. 입자에 대한 액적의 부착은 액적과 입자 사이의 상대적 크기 차이가 감소함에 따라 향상된다. 또한, 입자와 액적이 상호작용할 수 있는 환경에서 유출 스트림 내의 입자의 체류 시간을 증가시키는 것은 액적과 입자 사이의 부착 가능성을 증가시킬 뿐만 아니라, 다른 액적과 입자 사이의 응집이 발생할 가능성을 증가시키는 것을 돕고, 이는 이들의 질량을 증가시키고 입자가 저감 장치의 유체 내에 혼입될 가능성을 증가시키는 데 도움이 된다. 따라서, 유출 스트림 내의 입자와 부착하기에 적절한 크기의 액적을 제공하는 것은 저감 장치 내에서 입자를 혼입하는 것(그리고 저감 시스템을 떠나는 유출 스트림으로부터 입자를 제거하는 것)을 돕는다. 이것은 유출 스트림 내의 입자가 보다 적어지게 하고, 환경을 보다 청정하게 한다. 유사하게, 입자 및 액적이 응집할 기회를 제공하는 것은 또한 저감 장치 내에서 입자를 혼입하는 것을 돕는다.
저감 장치
도 1은 일 실시예에 따른 저감 장치(10)를 도시한다. 반도체 프로세싱 툴(도시되지 않음)로부터 유출 스트림(30)을 수용하는 저감 챔버(20)가 제공된다. 상기에 언급된 바와 같이, 유출 스트림(30)은 가스 및 미립자 물질을 함유할 수 있다. 저감 챔버(20)는 전형적으로, 유출 스트림(30)의 열적 및 화학적 저감을 수행하고 연소된 유출 스트림(30')을 생성하기 위해 필요한 바와 같이, 다공성 버너, 개방형 화염 버너, 전기 가열식 열 프로세싱 유닛 또는 플라즈마 챔버로 구성된다. 연소된 유출 스트림(30')은 제거되도록 요망되는 입자를 함유한다. 전형적으로, 목표는 2.5 미크론 미만의 입자 직경을 갖는 입자의 90%를 제거하는 것이다. 저감 챔버(20)의 하류에는 위어 스테이지(50)가 있으며, 여기서 연소된 유출 스트림(30')은 유동하는 물의 위어에 의해 둘러싸인 도관을 통과한다. 위어 스테이지(50)의 하류에는 퀀칭 스테이지(60)가 있으며, 여기서 연소된 유출 스트림(30')의 유동에 대해 횡방향으로 물이 분무된다. 퀀칭 스테이지(60)의 하류에는 저감 장치(10) 내에서 물을 위한 섬프(sump) 역할을 하는 탱크(70)가 있으며, 탱크(70)를 통해 연소된 유출 스트림(30')이 유동한다. 탱크(70)의 하류에는 액적을 생성하는 하부 무화기(80)가 있으며, 이를 통해 연소된 유출 스트림(30')이 유동하여, 연소된 유출 스트림(30') 내에 부유하는 특정 크기의 입자를 제거하는 것을 돕는다. 액적이 유사한 크기의 입자에 부착하여, 질량 증가로 인해 입자가 섬프 내로 낙하하게 한다. 다른 더 작은 입자는 유출 스트림(30")에서 응집되며, 이는 하기에서 보다 상세하게 설명될 것이다. 하부 무화기(80)의 하류에는 충전탑(90)이 있다. 충전탑(90)은 전형적으로 충전탑(90)을 충전하는 폴 링(pall ring)을 포함하며, 폴 링은 응집된 유출 스트림(30")의 유동에 대항하여 충전탑(90)의 상부로부터 하향으로, 하부 무화기(80)를 통해 유동한 후에 재순환을 위해 탱크(70) 내로 유동하는 물에 의해 다시 적셔진다. 탱크(70) 내의 물은 충전탑(90), 위어 스테이지(50) 및 퀀칭 스테이지(60)로 재순환된다. 충전탑(90)의 하류에는 액적을 생성하는 상부 무화기(100)가 있으며, 이를 통해 응집된 유출 스트림(30")이 유동하여, 응집된 유출 스트림(30") 내에 부유되고 대부분 응집되고 성장한 입자를 제거하는 것을 도우며, 이는 하기에서 보다 상세하게 설명될 것이다. 상부 무화기(100)의 하류에는 사이클론 스테이지(cyclone stage)(110)가 있으며, 사이클론 스테이지(110)는 응집된 유출 스트림(30")을 수용하는 하나 이상의 사이클론 또는 미스트 패드(mist pad)를 수용하고, 응집된 유출 스트림(30") 내에 부유하는 입자/물/수분을 제거하여 처리된 유출 스트림(30"')을 생성하는 것을 돕는다. 사이클론 스테이지(110)의 하류에는 설비를 추출하도록 처리된 유출 스트림(30"')을 배출하는 배기 시스템을 갖는 충전탑 덮개(120)가 있다.
작동 시에, 유출 스트림(30)(가스를 함유하고, 고체 성분 또는 입자를 함유할 수 있음)은 저감 챔버(20)에 의해 입구에서 수용되고, 연소된 유출 스트림(30')(가스 및 고체 성분 또는 입자를 또한 함유함)으로서 출구에서 위어 스테이지(50) 내로 배기된다. 연소된 유출 스트림(30')은 위어 스테이지(50) 및 퀀칭 스테이지(60)를 통해 이동하고, 여기서 냉각된다. 퀀칭 노즐은 화학물질 저감 프로세스로부터 생성된 입자의 일부를 제거한다. 냉각된 연소된 유출 스트림(30')은 퀀칭 스테이지(60)를 빠져나가서 탱크(70)를 통해 하부 무화기(80)로 이동한다.
하부 무화기(80)는 물의 액적을 생성한다. 이러한 액적은 연소된 유출 스트림(30') 내의 입자에 부착되어 응집된 유출 스트림(30")을 생성한다. 응집된 유출 스트림(30")은 이제 가스 및 고체 성분 또는 입자, 결합된 입자와 액적뿐만 아니라, 응집된 입자와 액적을 함유한다. 이들이 충분한 질량으로 증가하면, 응집된 유출 스트림(30")으로부터의 부유물에서 떨어진다.
응집된 유출 스트림(30")이 충전탑(90)을 통과할 때, 가스 성분의 일부는 충전탑(90)을 통해 유동하는 물에 용해된다. 또한, 응집된 유출 스트림(30") 내의 입자, 결합된 입자와 액적, 및 응집된 입자의 일부는 충전탑(90) 내의 습표면(wetted surface)에 부착되고, 이는 충전탑 스프레이에 의해 세척된다. 또한, 응집된 유출 스트림(30") 내의 응집된 입자의 크기는 이들이 충전탑(90)을 통해 하부 무화기(80)로부터 상부 무화기(100)로 이동할 때 결합함에 따라 증가한다. 이들이 충분한 질량으로 증가하면, 응집된 유출 스트림(30")으로부터의 부유물에서 떨어진다.
응집된 유출 스트림(30")은 또한 액적을 생성하는 상부 무화기(100)를 통과한다. 이러한 액적 중 일부는 응집된 유출 스트림(30")이 상부 무화기(100)를 통과할 때 응집된 유출 스트림(30") 내에 여전히 있는 입자, 결합된 입자와 액적, 및 응집된 입자의 일부와 결합한다. 이들이 충분한 질량으로 증가하면, 응집된 유출 스트림(30")으로부터의 부유물에서 떨어진다. 또한, 상부 무화기(100)에 의해 생성된 액적 중 일부는 충전탑(90) 내로 낙하하여 충전탑(90)을 통과하는 응집된 유출 스트림(30")과 상호작용한다.
이러한 방식으로, 하부 무화기(80)는 입자에 부착되는 액적을 생성함으로써 연소된 유출 스트림(30") 내의 입자의 일부를 제거하는 것을 돕고, 직접적인 결과로서 또는 다른 입자와의 응집을 통해, 입자의 질량을 증가시켜서 입자가 유동에 대항하여 이동하여 탱크(70)를 향해 다시 낙하하게 한다. 유사하게, 나머지 입자, 결합된 입자와 액적, 및 응집된 입자의 일부는 충전탑(90) 내의 습표면에 의해 직접 포획될 수 있다. 액적 및 입자가 충전탑(90)을 통해 이동함에 따라 이러한 부착 또는 부유물에서의 떨어짐이 발생할 가능성이 증가하며, 이는 액적 및 입자가 충전탑(90)을 통해 이동함에 따라 이들의 결합 및 응집이 증가하기 때문이다. 그 후에 남아 있는 임의의 나머지 입자, 결합된 입자와 액적, 및 응집된 입자는 상부 무화기(100)로부터 추가로 유입되는 액적을 받게 되며, 이 액적은 응집된 유출 스트림(30") 내에 여전히 있는 나머지 입자 및/또는 응집된 입자의 일부와 다시 결합한다. 이들 중 일부는 충전탑(90) 내로 다시 낙하하거나, 사이클론(110)으로 이동한다. 또, 나머지 입자, 결합된 입자와 액적, 및 응집된 입자가 사이클론 스테이지(110)를 향해 이동함에 따라, 응집된 입자의 비율이 증가하고, 따라서 해당 응집된 입자의 질량이 증가한다. 하부 무화기(80)에 의해 제거되지 않은 입자가 이제 상부 무화기(100)에 의해 분리되기 때문에, 이것은 상부 무화기(100)의 성능을 증가시킨다. 사이클론 스테이지(110)는 유출 스트림(30")에 의해 운반되는 입자/물/수분을 제거한다. 결과적으로, 충전탑 덮개(120)로부터 배출되는 처리된 유출 스트림(30"')은 매우 적은 미립자 함량을 갖는다.
하나의 실험에서, 1 bar에서 0.25 리터/분의 실란이 4개의 입구 저감 장치(10)에 공급되었다. 다음에, 실란 연소로부터 생성된 실리카 분말은 실시간 입자 측정을 위한 입자 크기 분광분석을 제공하는 전기 저압 임팩터(ELPI+(등록 상표))를 사용하여 측정되었다. 무화기의 노즐은 질소 또는 공기를 사용하여 물을 보다 작은 액적으로 분산시켰다. 무화 노즐에 대한 N2/공기 공급의 유량 및 압력이 높을수록, 생성되는 물 액적이 작아진다. 본원에 설명된 실험에서, 사용된 노즐은 Spraying Systems Company(등록 상표)의 분무 스프레이 셋업 SU26이다. SU26 셋업은 표준 공기 무화기 노즐 본체에 설치된 에어 캡 140-6-37-70° 및 유체 캡 60100으로 구성된다. 상부 무화기(100)는 충전탑(90) 위에 설치되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 효율을 개선하기 위해 사이클론 스테이지(110)의 습윤을 허용하도록 충전탑(90)을 향하는 2개의 SU26 노즐과 사이클론 스테이지(110)를 향하는 1개의 SU26 노즐로 물과 질소의 단일 공급을 분할하는 스풀(spool)을 가지고 있다. 하부 무화기(80)는 충전탑(90) 아래에 설치되며, 탱크(70)를 향하도록 배향된 3개의 SU26 노즐로 물과 질소를 분할하는 스풀을 갖는다.
노즐의 상세한 배열 및 작동은 장치 내의 상태에 맞춰질 수 있다. 예를 들어, 저감 장치에 대하여 예상 입자 크기, 크기 분포 및 양 또는 비율에 대한 평가 또는 결정이 이루어질 수 있다. 추가적으로, 입자가 저감 장치 내의 상이한 위치에서 어떻게 분포될 것으로 예상되는지에 대한 결정이 이루어질 수 있다. 다음에, 무화기는 그러한 예상 입자에 대한 적합한 크기, 적합한 크기 분포 및 적합한 양의 액적을 생성하도록 위치, 구성 및 작동될 수 있다.
도 3은 시스템으로부터의 전체 % 분말 제거에 대한 무화기를 통한 총 질소 유동(리터/분 단위)의 그래프이며, 개별적으로 그리고 150 내지 250 리터/분의 다양한 질소 유동으로 작동될 때 상부 무화기(100) 및 하부 무화기(80)의 성능을 나타낸다. 포인트 1은 상부 무화기(100)의 스테인리스강 노즐에 대한 것이고, 포인트 2는 하부 무화기(80)의 스테인리스강 노즐에 대한 것이며, 포인트 3은 하부 무화기(80)의 플라스틱 노즐에 대한 것이다. 무화 스풀에 대한 질소의 총 공급량(6 bar 압력으로 공급됨)은 변화하는 물 액적 크기를 조사하도록 변경되었다. 그래프는 독립적으로 작동될 때 상부 무화기(100) 및 하부 무화기(80)의 테스트를 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 3개의 노즐에 대한 질소 유동의 증가(및 물 유동 감소)에 따른 상부 무화기(100)의 성능은 상당히 일정하다(상부 무화기에 대한 질소 유동의 증가는 입자 제거 효율을 크게 개선하지 못함). 6 bar 압력의 질소가 상부 무화기(100)에 100 리터/분으로 공급되는 경우, 250 리터/분에서 70%에 비해 분말 제거가 66%이다. 따라서, 상부 무화기(100)에 6 bar의 질소를 180 리터/분으로 제공하고 1.5 bar에서 1 리터/분의 물을 제공하는 것이 적절할 수 있다. 테스트에 의하면, 상부 무화기(100)가 충전탑(90)을 향해 후방을 향하고 응집된 유출 스트림(30")의 유동과 반대되는 3개의 노즐을 갖도록 배향하는 것이 분말 제거의 양을 증가시키는 것으로 나타났다. 또한 알 수 있는 바와 같이, 하부 무화기(80)는 250 리터/분의 질소 유동을 제외하고는 상부 무화기(100)보다 낮은 분말 제거를 갖는다. 또한 알 수 있는 바와 같이, 플라스틱 노즐은 스테인리스강 노즐과 필적하는 성능을 나타내고, 따라서 노즐 재료는 분말 제거에 영향을 미치지 않는 것으로 보인다.
[표 1]
표 1은 상이한 무화기 위치에 대한 실리카 분말 제거를 백분율로 보여준다(이중 ATSP는 무화기 둘 모두가 작동하는 것이고, 상부 ATSP는 상부 무화기(100)가 작동하는 것이고, 하부 ATSP는 하부 무화기(80)가 작동하는 것임). 알 수 있는 바와 같이, 최상의 구성은 76%의 분말 제거를 달성한다. 이것은 상부 무화기(100)와 하부 무화기(80)가 모두 작동되고, 상부 무화기(100)에 6 bar에서의 250 리터/분의 질소와 1.5 bar에서의 약 22 리터/시간의 물이 공급되며, 하부 무화기(80)에 6 bar에서의 250 리터/분의 질소와 1.5 bar에서의 약 25 리터/시간의 물이 공급되는 경우에 달성된다.
그러나, 최상의 구성은, 중량측정 방식으로 테스트했을 때(2회 반복), 표 1에 나타난 76%의 제거보다 평균 82.1%의 분말 제거 성능을 제공했다.
도 4는 배기 가스로부터 수집된 샘플 분말의 정규화된 질량(% 단위)에 대한 50% 임팩터 컷포인트에서의 공기역학적 입자 직경(㎛ 단위)을 나타내는 그래프로서, 입자 크기 분포의 정규화된 질량을 나타내고 다양한 무화기 구성의 결과를 비교한다. 라인 1은 무화기가 작동하지 않지만, 저감 장치(10)가 저감 챔버(20), 위어 스테이지(50), 퀀칭 스테이지(60), 탱크(70) 및 충전탑(90)을 포함하고, 유출 스트림(30)이 전방으로 유동하는 경우의 성능을 나타낸다. 라인 2는 250 리터/분의 질소로 작동하는 하부 무화기(80)가 추가된 저감 장치(10)의 성능을 나타낸다. 라인 3은 250 리터/분의 질소로 작동하는 상부 무화기(100)가 추가된 저감 장치(10)의 성능을 나타낸다. 라인 4는 250 리터/분의 질소로 작동하는 하부 무화기(80) 및 상부 무화기(100) 모두를 갖는 저감 장치(10)의 작동을 나타낸다. 결과는 상부 무화기(100)가 작동하지 않는 경우보다 상부 무화기(100)를 사용하는 경우에 배기가스에서 측정된 큰 입자(0.6 미크론)가 더 적다는 것을 보여준다. 직경이 0.225 미크론인 입자의 양이 더 많지만, 이것은 더 큰 입자를 포획한(따라서 배기가스로부터 제거함) 결과일 수 있으며, 이는 배기가스에서 나타나는 더 작은 입자의 비율을 높게 한다. 하부 무화기(80)는 배기가스를 통해 떠나는 더 큰 입자(0.255 미크론보다 큰 입자 크기)의 증가된 농도를 나타낸다. 하부 무화기(80) 및 상부 무화기(100) 모두를 작동시키는 것은 입자 대 크기 분포를 더 작은 입자 크기쪽으로 시프트시키는 것으로 보인다. 여기서, 배기가스에서 0.154 및 0.255 미크론 입자의 증가된 농도가 관찰되지만, 이 역시, 이것이 정규화된 분포이기 때문에, 표 1과 중량측정 테스트를 통해 입증된 바와 같이 더 작은 입자의 절대 수는 감소된다.
도 5는 백분율 입자 제거 효율에 대한 시간(시간 단위)의 그래프이며, 하부 무화기(80) 및 상부 무화기(100)를 모두 이용하는 배열에 대한 충전탑(90)의 성능 영향을 나타낸다. 테스트는 2시간에 걸쳐 완료되었다. 라인 1은 하부 무화기(80) 및 상부 무화기(100) 모두가 작동하지만 탱크(70) 내의 유체가 이미 많은 분말을 함유하고(물이 백색임) 있는 경우의 결과를 나타낸다. 라인 2는 하부 무화기(80) 및 상부 무화기(100) 모두가 작동하지만 탱크(70) 내의 유체가 깨끗한 경우의 결과를 나타낸다. 그러나, 이것은 라인 3(폴 링 및 스프레이를 생략함) 및 라인 4(폴 링만을 생략함)에 나타낸 배열과 동일한 경향을 갖는다. 그러나, 폴 링 및/또는 스프레이를 제거하는 효과는 응집된 유출 스트림(30")으로부터 수용성 가스의 제거에 영향을 미치는 충전탑(90) 내의 표면적을 현저하게 감소시키는 것이다. 충전탑 스프레이는 응집된 유출 스트림(30") 내의 입자보다 크기가 훨씬 더 큰 물 액적을 생성하는 물 전용 스프레이이며, 따라서 충전탑(90) 내의 폴 링 및 스프레이의 존재는 응집된 유출 스트림(30") 내로부터의 입자의 제거에 미미한 영향을 미친다는 것을 알 수 있다.
도 6은 도 5에 언급된 다양한 구성을 도시한다. 특히, 도 6의 (a)는 라인 1, 2 및 4에 대한 구성을 도시하고, 도 6의 (b)는 라인 3에 대한 구성을 도시하며, 도 6의 (c)는 라인 5에 대한 구성을 도시한다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 충전탑(90)이 하부 무화기(80) 및 상부 무화기(100) 모두의 하류에 위치되는 도 6의 (c)에 도시된 구성을 채택하는 경우, 분말 제거가 약 10% 감소된다. 이것은 폴 링과 충전탑 스프레이가 있든 없든 간에 공극(void)을 갖도록 무화기들을 분리하는 것이 입자 제거에 도움이 된다는 것을 시사한다. 이론에 얽매이지 않고, 이것은 하부 무화기(80)가 더 작은 입자를 제거하거나 더 작은 입자의 응집을 용이하게 한다는 것을 시사한다. 응집된 유출 스트림(30")이 충전탑(90)을 통과함에 따라, 입자가 응집되어 점점 더 커지게 된다. 그러한 응집은 계속되고 특정 크기(예컨대, 0.25 미크론 이상)가 되면, 상부 무화기(100)는 이러한 입자를 제거하는 데 보다 효과적이며, 그러한 응집은 계속되어, 사이클론 스테이지(110)가 이러한 입자를 제거하는 데 보다 효율적이게 할 수 있다. 이것은 퀀칭 스테이지(60) 이후에 입자 제거의 2개의 스테이지가 있기 때문에 이중 무화기 배열을 보다 효율적이게 한다. 이것은 또한 충전탑 공간이 이중 무화기 배열을 입자를 제거하는 데 보다 효율적이게 하는 것을 돕는다는 것을 의미한다.
실험 데이터는, 500 lpm 처리량 및 0.25 lpm 실란 유동으로 작동할 때 도 6에 도시된 바와 같은 충전탑 배열(직경 250 ㎜, 총 높이 117 ㎝)의 경우, 분말 제거 성능이 하부 무화기(80)와 상부 무화기(100) 사이의 거리가 적어도 17.5 ㎝로 증가될 때까지 도 6의 (c) 배열(하부 무화기(80) 및 상부 무화기(100)가 인접한 경우)에 대해 나타낸 것 이상으로 증가하지 않았음을 보여준다. 이것은 입자가 하부 무화기(80)로부터 상부 무화기(100)로 이동할 때의 입자의 응집 및 그에 따른 성장이 상부 무화기(100)의 입자 제거 성능을 개선하는 데 도움이 된다는 것을 보여준다. 또한, 충전탑을 통한 주 유동 방향과 반대되는 스프레이 노즐의 배향은 충전탑을 통한 유동을 느리게 하는 것을 돕고, 이는 체류 시간을 증가시켜서 입자 제거를 더욱 향상시킨다.
상기에 언급된 바와 같이, ELPI+(등록 상표) 장치를 사용하여 수집된 데이터는, 10 미크론 초과의 입자를 제거할 수 있는 사이클론 이후에 충전탑 덮개(120) 위 60 ㎝에 있는 샘플링 라인에 설치된 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터에 의해 장치에 실행된 중량측정 방법을 사용하여 검증되었다. 결과는 중량측정 테스트 셋업으로부터의 결과 비교를 나타내는 도 7에 나타나 있다. 칼럼 A는 하부 무화기(80)도 상부 무화기(100)도 없는 상태에서 제거된 분말(입자)(저감 시스템으로부터의 분말 제거)의 백분율을 나타낸다. 칼럼 B는 하부 무화기(80) 및 상부 무화기(100)가 모두 존재하는 상태에서 제거된 분말의 백분율을 나타낸다. 칼럼 C는 단일의 7-노즐 하부 무화기(80)를 사용하는 대안적인 배열을 나타낸다.
단일의 7-노즐 하부 무화기(80)는 중량측정으로 측정된 생성된 분말의 77.4%를 포획했다. 7-노즐 무화기는 7개의 SU26 노즐로 구성된 무화기 스풀이지만, 6 bar에서의 100 리터/분의 질소와 1.5 bar에서의 2.5 리터/시간의 물이 7개의 입구 공급부를 통해 개별적으로 각 노즐에 공급된다. 이러한 배열은 물 공급이 막히기 전에 물에 대한 질소의 최상의 비율을 식별하기 위해(육안 검사에 의해 결정됨) 단일 노즐에 대한 유동 가스를 변경하는 것과 관련된 하기의 테스트에 이르렀다. 다음에, 이러한 비율은 7개의 노즐 전부에 적용되어, 동일한 크기의 더 많은 물 액적을 생성하는 것이 분말 제거 효율에 영향을 미치는지를 확인했다.
[표 2]
표 2는 (노즐 제공자 Spraying Systems(등록 상표)에 의해) 노즐로부터 0.15 미터의 거리에서 노즐로부터 측정된 액적 크기를 나타낸다.
정의:
- D32: 사우터 평균 직경(Sauter median diameter), 이러한 값은 전체 스프레이를 가장 잘 나타내는 액적의 크기이고, 즉 이러한 크기 액적의 표면적에 대한 체적의 비율은 전체 스프레이 표면적에 대한 전체 스프레이 체적과 동일하다.
- D10: 직선(산술) 평균 액적 크기.
- DV0.5: 체적 평균 직경, 스프레이 체적은 이러한 크기보다 50% 작고, 이러한 값보다 50% 크다.
-DV0.9: 스프레이 체적의 90%가 이러한 값 이하인 액적 크기를 갖는다.
[표 3]
표 3은 작동 중인 노즐의 수를 변화시킨 경우의 결과를 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 최상의 결과는 7-노즐 무화기가 사용되는 경우이다. 28 미크론의 사우터 평균 직경의 경우, 분말의 76.95%가 제거된다.
도 8은 배기가스로부터 수집된 샘플 분말의 정규화된 질량(% 단위)에 대한 50% 임팩터 컷포인트의 공기역학적 직경(㎛ 단위)을 나타내는 그래프이며, 라인 1이 무화기를 갖지 않고, 라인 2가 1개의 노즐을 갖고, 라인 3이 3개의 노즐을 갖고, 라인 4가 5개의 노즐을 갖고, 라인 5가 7개의 노즐을 갖는 경우의 이러한 테스트에 대한 정규화된 입자 분포를 나타낸다. 무화기를 갖지 않는 경우와 무화기를 갖는 경우의 입자 크기 분포를 비교함으로써 알 수 있는 바와 같이, 무화기의 수가 증가함에 따라 입자 크기 분포가 좌측으로 시프트한다. 따라서, 28 미크론의 사우터 평균 직경의 액적 생성은 0.3819 미크론보다 큰 입자를 제거하는 것으로 알 수 있다. 추가적으로, 노즐의 근접성과 관계가 있는 것으로 보이며, 이는 액적이 더 작은 크기로 전단되거나 더 큰 액적 크기로 응집된다는 것을 시사한다.
이론에 얽매이지 않고, 액적의 크기가 유출 스트림 내의 입자에 근접할수록 유출 스트림으로부터의 이러한 입자의 제거가 보다 효과적인 것으로 관찰된다. 액적과 입자는 크기가 유사한 경우에 서로 부착하기 쉬운 것으로 고려된다. 액적과 입자는 동일한 크기를 가질 필요는 없으며, 액적이 입자 크기의 배수인 경우에도 부착이 일어나는 것으로 보인다. 예를 들어, 28 미크론의 사우터 평균 직경을 갖는 입자는 0.2555 미크론보다 큰 크기의 입자에 효과적으로 부착되는 것으로 보인다. 따라서, 입자보다 약 200배 큰 액적이 여전히 해당 입자에 부착되는 것으로 보인다. 따라서, 입자와 유사한 크기의 액적이 생성될 수 있다면, 결과적으로 해당 입자 제거의 효율성이 증가한다는 것이 된다. 입자는 연소된 유출 스트림 내에서 특정 크기 분포를 갖는다는 것이 또한 관찰되며, 따라서 크기 사이의 상관관계를 최대화하기 위해 액적이 유사한 크기 분포를 갖는 것이 유리할 것이다. 이것은 상이한 노즐을 사용하여 상이한 크기의 액적 및 상이한 크기 분포를 생성함으로써 달성될 수 있다. 마찬가지로, 7개의 노즐 무화기에 의해 입증된 바와 같이, 입자의 수에 비해 극히 많은 양의 액적을 생성함으로써, 액적과 입자가 충돌하여 부착될 통계적 확률이 아마도 증가하기 때문에 액적과 입자 사이의 부착이 또한 증가될 수 있다. 극히 작은 입자가 액적과 결합될 때 유출 스트림의 유동에 대해 중력에 의해 낙하하기에는 너무 작은 질량을 여전히 가지는 경우에도, 결합된 액적과 입자는 충전탑 내의 표면에 부착될 가능성이 높고, 다른 액적 및/또는 입자 및/또는 결합된 액적과 입자와 응집하고 따라서 충전탑(90)을 통해 이동할 때 크기가 성장할 가능성이 높은 것으로 또한 관찰되며, 이는 입자가 효과적으로 충전탑(90) 내에서 혼입되거나 상부 무화기(100)에 의해 제공되는 추가 액적과 결합되며, 중력의 영향으로 인해 연소된 유출 스트림의 유동을 극복하고 그리고/또는 상부 무화기(100)에 의한 연소된 유출 스트림으로부터의 제거를 향상시키는 질량을 달성할 가능성을 증가시킨다.
하나의 실험에서, 상부 무화기(이중 무화기를 갖지 않음)에서 측정된 전형적인 입자 크기는 약 433 ㎚이다. 측정된 물 액적 크기는 약 16.2 내지 63.7 ㎛이며, 스프레이 노즐로부터 15 ㎝ 떨어진 거리에서 측정된다(그러나, 상부 무화기와 충전탑 사이의 최대 간격이 15 ㎝이고 하부 무화기와 탱크 수위 사이의 최대 간격이 15 ㎝이므로 물 액적은 상기 크기보다 약간 작을 수 있으며; 따라서 노즐로부터 15 ㎝ 미만에서 측정하는 것이 유용했을 것임). 이것은 액적 크기가 입자 크기의 20배 내지 50배(16 ㎛의 물 액적의 경우 37배)임을 나타낸다.
따라서, 일부 실시예에서, 액적의 크기는 유출 스트림 내의 예상 입자 크기에 기초하여 선택된다. 액적은 입자의 크기와 정확히 일치할 필요는 없지만, 액적과 입자 사이의 부착 및 응집을 여전히 촉진하면서, 흔히 입자 크기의 최대 200배, 전형적으로 20배 내지 50배일 수 있다. 또한, 입자의 예상 크기 분포가 알려진 경우, 적절한(종종 상대적인) 크기의 액적의 적절한 양이 이용 가능한 것을 보장하기 위해 액적의 크기 분포는 해당 입자 크기 분포의 적어도 일부와 일치하도록 제어될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예가 첨부 도면을 참조하여 상세하게 개시되었지만, 본 발명은 정확한 실시예에 한정되지 않는다는 것과, 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 규정된 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 변경 및 변형이 당업자에 의해 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
10 : 저감 장치
20 : 저감 챔버
30 : 유출 스트림
30' : 연소된 유출 스트림
30" : 응집된 유출 스트림
30"' : 처리된 유출 스트림
50 : 위어 스테이지
60 : 퀀칭 스테이지
70 : 탱크
80 : 하부 무화기
90 : 충전탑
100 : 상부 무화기
110 : 사이클론 스테이지
120 : 충전탑 덮개
20 : 저감 챔버
30 : 유출 스트림
30' : 연소된 유출 스트림
30" : 응집된 유출 스트림
30"' : 처리된 유출 스트림
50 : 위어 스테이지
60 : 퀀칭 스테이지
70 : 탱크
80 : 하부 무화기
90 : 충전탑
100 : 상부 무화기
110 : 사이클론 스테이지
120 : 충전탑 덮개
Claims (16)
- 장치에 있어서,
유출 입자를 갖는 연소된 유출 스트림을 제공하기 위해 반도체 프로세싱 툴로부터의 유출 스트림을 처리하는 저감 장치의 저감 챔버와,
상기 저감 챔버의 하류에 위치된 제 1 무화기를 포함하며,
상기 제 1 무화기는 상기 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 상기 유출 입자의 입자 크기에 기초하는 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 구성되는
장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 무화기의 하류에 위치된 제 2 무화기를 포함하는
장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 무화기 및 상기 제 2 무화기 중 적어도 하나는 상기 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 상기 유출 입자의 입자 크기 분포에 기초하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 구성되는
장치. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 무화기 및 상기 제 2 무화기 중 적어도 하나는 상기 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 상기 연소 입자의 입자 크기 분포와 중첩되는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 구성되는
장치. - 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 무화기 및 상기 제 2 무화기 중 적어도 하나는 상기 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 상기 연소 입자의 입자 크기 분포와 일치하는 액적 크기 분포를 갖는 액적을 생성하도록 구성되는
장치. - 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 무화기 및 상기 제 2 무화기 중 적어도 하나는 상기 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 상기 유출 입자의 입자 크기의 최대 200배, 바람직하게는 최대 20배인 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 구성되는
장치. - 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 무화기 및 상기 제 2 무화기 중 적어도 하나는 상기 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 상기 연소 입자의 입자 크기 분포 내의 입자와 일치하는 크기를 갖는 액적 크기 분포 내의 액적을 생성하도록 구성되는
장치. - 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 무화기 및 상기 제 2 무화기 중 적어도 하나는 상기 액적을 생성하도록 구성된 복수의 노즐을 포함하는
장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 복수의 노즐은 각각의 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 상기 액적을 생성하도록 구성되는
장치. - 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 복수의 노즐은 각각의 노즐로부터 상이한 액적 크기 분포를 갖는 상기 액적을 생성하기 위해 무화 액체의 소스 및 무화 가스의 소스와 직렬로 배열되는
장치. - 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 노즐은 상기 유출 스트림의 상이한 위치에서 상이한 크기를 갖는 액적을 생성하도록 위치되는
장치. - 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즐은 상기 연소된 유출 스트림의 유동 방향과 반대되는 방향으로 이동하는 상기 액적을 생성하도록 배향되는
장치. - 장치에 있어서,
연소 입자를 갖는 연소된 유출 스트림을 제공하기 위해 반도체 프로세싱 툴로부터의 유출 스트림을 처리하는 저감 장치의 저감 챔버와,
상기 저감 챔버의 하류에 위치되고, 상기 연소 입자의 적어도 일부를 혼입하는 액적을 생성하도록 구성된 제 1 무화기와,
상기 제 1 무화기의 하류에 위치되고, 상기 연소 입자의 적어도 일부를 혼입하는 액적을 생성하도록 구성된 제 2 무화기를 포함하는
장치. - 방법에 있어서,
반도체 프로세싱 툴로부터의 유출 스트림을 처리하는 저감 장치의 저감 챔버로부터 연소 입자를 갖는 연소된 유출 스트림을 수용하는 것과,
상기 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 상기 연소 입자의 입자 크기에 기초하는 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 구성되고 상기 저감 챔버의 하류에 위치된 제 1 무화기를 사용하여 상기 연소된 유출 스트림으로부터 상기 연소 입자를 제거하는 것을 포함하는
방법. - 방법에 있어서,
반도체 프로세싱 툴로부터의 유출 스트림을 처리하는 저감 장치의 저감 챔버로부터 연소 입자를 갖는 연소된 유출 스트림을 수용하는 것과,
상기 연소 입자의 적어도 일부를 혼입하는 액적을 생성하도록 구성되고 상기 저감 챔버의 하류에 위치된 제 1 무화기와, 상기 연소 입자의 적어도 일부를 혼입하는 액적을 생성하도록 구성되고 상기 제 1 무화기의 하류에 위치된 제 2 무화기를 사용하여, 상기 연소된 유출 스트림으로부터 상기 연소 입자를 제거하는 것을 포함하는
방법. - 방법에 있어서,
반도체 프로세싱 툴로부터의 유출 스트림을 처리하는 저감 장치의 저감 챔버로부터의 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 연소 입자의 입자 크기를 결정하는 것과,
상기 연소된 유출 스트림으로부터 제거될 상기 연소 입자의 입자 크기에 기초하는 액적 크기를 갖는 액적을 생성하도록 상기 저감 챔버의 하류에 위치된 제 1 무화기를 구성하는 것을 포함하는
방법.
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