KR20230128229A - 가스 처리 시스템 및 이를 이용한 가스 처리 방법 - Google Patents

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이기문
이승준
장종산
한정우
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Abstract

제1 스크러버; 상기 제1 스크러버를 통과한 가스를 처리하는 축열 촉매반응 장치(Regenerative Catalytic Oxidizer, RCO); 상기 축열 촉매반응 장치를 통과한 가스를 처리하는 제2 스크러버; 및 상기 제2 스크러버를 통과한 가스를 처리하는 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 플라즈마 반응기; 를 포함하되, 상기 축열 촉매반응 장치는 2베드 축열 촉매반응 장치를 포함하는 가스 처리 시스템이 제공된다.

Description

가스 처리 시스템 및 이를 이용한 가스 처리 방법{Gas treatment system and gas treatment method using the same}
본 발명은 가스 처리 시스템 및 이를 이용한 가스 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비용을 절감하고 효율을 향상시킬 수 있는 가스 처리 시스템 및 이를 이용한 가스 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 소자는 다양한 공정을 거쳐 제조될 수 있다. 예를 들어, 반도체 소자는 실리콘 등의 웨이퍼에 대한 포토 공정, 식각 공정, 증착 공정 등을 거쳐 제조될 수 있다. 이러한 공정들에서 다양한 화학 물질이 사용될 수 있다. 화학 물질은 기체 상태로 배출될 수 있다. 반도체 공정 장치에서 배출되는 기체를 대기로 방출하기 전에, 화학 물질을 처리해야할 수 있다. 이를 위해 스크러버 및 촉매반응 장치가 사용될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 비용을 절감할 수 있는 가스 처리 시스템 및 이를 이용한 가스 처리 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 장비의 수명을 증가시킬 수 있는 가스 처리 시스템 및 이를 이용한 가스 처리 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 정비 주기를 늘릴 수 있는 가스 처리 시스템 및 이를 이용한 가스 처리 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 시스템은 제1 스크러버; 상기 제1 스크러버를 통과한 가스를 처리하는 축열 촉매반응 장치(Regenerative Catalytic Oxidizer, RCO); 상기 축열 촉매반응 장치를 통과한 가스를 처리하는 제2 스크러버; 및 상기 제2 스크러버를 통과한 가스를 처리하는 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 플라즈마 반응기; 를 포함하되, 상기 축열 촉매반응 장치는 2베드 축열 촉매반응 장치를 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 시스템은 제1 스크러버; 상기 제1 스크러버에 연결되는 축열 촉매반응 장치(Regenerative Catalytic Oxidizer, RCO); 및 상기 축열 촉매반응 장치에 연결되는 제2 스크러버; 를 포함하되, 상기 축열 촉매반응 장치는 로터리 축열 촉매반응 장치를 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 시스템은 반도체 공정 챔버로부터 배기되는 가스를 처리하는 제1 스크러버; 상기 제1 스크러버에 연결되어, 상기 제1 스크러버로부터 나온 가스 내 FC(Fluorinated Compounds)를 분해하는 축열 촉매반응 장치(Regenerative Catalytic Oxidizer, RCO); 상기 축열 촉매반응 장치에 연결되어, 상기 축열 촉매반응 장치로부터 나온 가스를 처리하는 제2 스크러버; 및 상기 제2 스크러버에 연결되는 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 플라즈마 반응기; 를 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법은 반도체 공정 챔버로부터 배기된 가스를 제1 스크러버에서 처리하는 것; 상기 제1 스크러버를 통과한 상기 가스를 축열 촉매반응 장치(Regenerative Catalytic Oxidizer, RCO)에서 처리하는 것; 상기 축열 촉매반응 장치를 통과한 상기 가스를 제2 스크러버에서 처리하는 것; 및 상기 제2 스크러버를 통과한 상기 가스를 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 플라즈마 반응기에서 처리하는 것; 을 포함할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 가스 처리 시스템 및 이를 이용한 가스 처리 방법에 따르면, 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 가스 처리 시스템 및 이를 이용한 가스 처리 방법에 따르면, 장비의 수명을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 가스 처리 시스템 및 이를 이용한 가스 처리 방법에 따르면, 정비 주기를 늘릴 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 가스 처리 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 사이클론을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 제1 스크러버를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 축열 촉매반응 장치를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 4의 I-I'를 따라 절단한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예들에 따른 제2 스크러버를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예들에 따른 DBD 플라즈마 반응기를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예들에 따른 본 발명의 실시 예들에 따른 DBD 플라즈마 반응기의 일부를 절단한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예들에 따른 가스 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10 내지 도 14는 도 9의 순서도에 따른 가스 처리 방법을 나타낸 도면들이다.
도 15는 본 발명의 실시 예들에 따른 가스 처리 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 16은 본 발명의 실시 예들에 따른 축열 촉매반응 장치를 나타낸 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시 예들에 따른 가스 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 18은 도 17의 순서도에 따른 가스 처리 방법을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명한다. 명세서 전문에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 가스 처리 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 1을 참고하면, 가스 처리 시스템(GT)이 제공될 수 있다. 가스 처리 시스템(GT)은 가스 내 유해물질을 제거할 수 있다. 예를 들어, 가스 처리 시스템(GT)은 반도체 공정 챔버(PC)에서 배출되는 가스 내 유해물질을 제거할 수 있다. 이를 위해, 가스 처리 시스템(GT)은 반도체 공정 챔버(PC)에 연결될 수 있다. 반도체 공정 챔버(PC)는, 웨이퍼 등의 기판에 대한 공정을 진행하는 챔버일 수 있다. 예를 들어, 반도체 공정 챔버(PC)는 기판에 대한 식각 공정, 증착 공정, 노광 공정, 코팅 공정 및/또는 세정 공정을 진행하는 챔버일 수 있다. 반도체 공정 챔버(PC)에서 다양한 화학 물질이 사용될 수 있다. 따라서 반도체 공정 챔버(PC)에서 배출되는 가스 속에 다양한 화학 물질이 포함될 수 있다. 예를 들어, 반도체 공정 챔버(PC)에서 배출되는 가스 속에 불화화합물(Fluorinate Compounds, FC)이 포함될 수 있다. 예를 들어, 반도체 공정 챔버(PC)로부터 배출되는 가스는 SF6, CF4 및/또는 C2F6 등의 과불화화합물(Pre-Fluorinate Compounds, PFC) 등을 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 반도체 공정 챔버(PC)로부터 배출되는 가스는 다른 종류의 불화 화합물(FC)을 포함할 수도 있다. 가스 처리 시스템(GT)은 반도체 공정 챔버(PC)에서 배출되는 가스 속 불화화합물(FC)을 분해할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 가스 처리 시스템(GT)은 가스 속의 다른 물질을 처리하기 위해 사용될 수도 있다. 가스 처리 시스템(GT)은 사이클론(1, cyclone), 제1 스크러버(3), 축열 촉매반응 장치(5, Regenerative Catalytic Oxidizer, RCO), 제2 스크러버(7) 및 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 플라즈마 반응기(9)를 포함할 수 있다. 사이클론(1), 제1 스크러버(3), 축열 촉매반응 장치(5), 제2 스크러버(7) 및 DBD 플라즈마 반응기(9)의 각각은, 가스 배관(GP)에 의해 연결될 수 있다. 반도체 공정 챔버(PC)에서 배출된 가스는, 사이클론(1), 제1 스크러버(3), 축열 촉매반응 장치(5), 제2 스크러버(7) 및 DBD 플라즈마 반응기(9)을 순차적으로 통과하며 처리될 수 있다. 이에 대한 상세한 내용은 후술하도록 한다.
가스 배관(GP) 상에 중간 블로워(2, blower)가 위치할 수 있다. 중간 블로워(2)는 가스 배관(GP) 내 가스를 가속할 수 있다. 중간 블로워(2)는 축열 촉매반응 장치(5)와 제2 스크러버(7) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 중간 블로워(2)는 축열 촉매반응 장치(5)에서 나온 가스를 제2 스크러버(7)를 향해 가속할 수 있다. 이에 대한 상세한 내용은 후술하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 사이클론을 나타낸 사시도이다.
도 2를 참고하면, 사이클론(1)은 가스 내 파티클을 분리할 수 있다. 사이클론(1)은 반도체 공정 챔버(PC, 도 1 참고)에 연결될 수 있다. 반도체 공정 챔버(PC)에서 배출된 가스는 사이클론(1)으로 유입될 수 있다. 사이클론(1)은 가스 내 파티클을 분리할 수 있다. 즉, 사이클론(1)을 통과하는 가스로부터, 가스 내 파티클이 분리될 수 있다. 사이클론(1)은 사이클론 몸체(11), 가스 유입구(13), 가스 유출구(15), 파티클 수집기(17) 및 팬(19)을 포함할 수 있다.
가스는 가스 유입구(13)를 통해, 사이클론 몸체(11) 내에 들어갈 수 있다. 팬(19)은 모터(미도시)에 의해 회전할 수 있다. 팬(19)의 회전에 의해, 사이클론 몸체(11) 내 가스가 회전할 수 있다. 가스가 사이클론 몸체(11) 내에서 회전하면, 가스 내 파티클이 원심력에 의해 분리될 수 있다. 가스로부터 분리된 파티클(PT)은 파티클 수집기(17)로 떨어질 수 있다. 파티클(PT)이 분리된 가스는 가스 유출구(15)를 통해 빠져나갈 수 있다. 이상에서 사이클론(1)에 의해 가스 내 파티클(PT)이 분리되는 것으로 도시하고 서술하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 가스 내 파티클(PT)의 양이 적은 경우, 사이클론(1)을 이용한 파티클(PT)의 분리는 생략될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 제1 스크러버를 나타낸 단면도이다.
도 3을 참고하면, 제1 스크러버(3)는 가스 내 특정 성분을 제거할 수 있다. 제1 스크러버(3)는 제1 세정 하우징(31), 제1 세정 노즐(33), 제1 패킹 부재(35), 제1 노즐 지지부재(37) 및 제1 세정수 탱크(39)를 포함할 수 있다.
제1 세정 하우징(31)은 상하로 연장되는 제1 세정 공간(31h)을 제공할 수 있다. 제1 세정 공간(31h)은 제1 세정 유입구(31i)를 통해 제1 가스 배관(GP1)에 연결될 수 있다. 또한 제1 세정 공간(31h)은 제1 세정 유출구(31e)를 통해 제2 가스 배관(GP2)에 연결될 수 있다. 제1 가스 배관(GP1) 내의 가스는 제1 세정 유입구(31i)를 통해 제1 세정 하우징(31) 내로 들어올 수 있다. 가스는 제1 세정 하우징(31)을 따라 위로 상승할 수 있다. 가스는 제1 세정 유출구(31e)를 통해 제2 가스 배관(GP2)으로 빠져 나갈 수 있다.
제1 세정 노즐(33)은 제1 세정 하우징(31) 내에 위치할 수 있다. 제1 세정 노즐(33)은 제1 패킹 부재(35)를 향해 세정수를 분사할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 세정 노즐(33)은 제1 패킹 부재(35)를 통과하는 가스를 향해 세정수를 분사할 수 있다. 제1 세정 노즐(33)에 의해 분사되는 세정수에 의해, 제1 세정 하우징(31)를 지나는 가스 속 특정 물질이 제거될 수 있다. 예를 들어, 세정수에 의해 가스 속의 HF, HCl 및/또는 F2가 제거될 수 있다. 세정수는 물(H2O) 및/또는 NaOH 수용액일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 이에 대한 상세한 내용은 후술하도록 한다. 제1 세정 노즐(33)은 복수 개가 제공될 수 있다. 그러나 이하에서 편의 상 제1 세정 노즐(33)은 단수로 기술하도록 한다.
제1 패킹 부재(35)는 제1 세정 하우징(31) 내에 위치할 수 있다. 제1 패킹 부재(35)는 제1 세정 노즐(33) 밑에 위치할 수 있다. 제1 패킹 부재(35)는 유체가 지나가는 통로를 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 패킹 부재(35)는 세정수와 가스 속 물질 간의 접촉 면적을 증가시키도록, 다양한 유로를 제공할 수 있다. 가스 및/또는 세정수는 제1 패킹 부재(35)를 통과하며, 진행 방향이 휘어질 수 있다. 제1 패킹 부재(35)에 의해, 가스와 세정수의 접촉 면적이 증가할 수 있다.
제1 노즐 지지부재(37)는 제1 세정 노즐(33)을 지지할 수 있다. 제1 노즐 지지부재(37)는 제1 세정 노즐(33)에 세정수를 공급할 수 있다.
제1 세정수 탱크(39)는 제1 세정 하우징(31) 밑에 위치할 수 있다. 제1 세정수 탱크(39)는 제1 세정 노즐(33)에서 분사되는 세정수를 포집할 수 있다. 제1 세정수 탱크(39)에 포집된 세정수는 다시 제1 세정 노즐(33)로 공급될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 축열 촉매반응 장치를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참고하면, 축열 촉매반응 장치(5)는 2베드 축열 촉매반응 장치를 포함할 수 있다. 축열 촉매반응 장치(5)는 가스 내 특정 성분을 분해할 수 있다. 예를 들어, 축열 촉매반응 장치(5)는 가스 내 불화화합물(FC)을 분해할 수 있다. 가스는 제3 가스 배관(GP3)을 통해 축열 촉매반응 장치(5)로 유입될 수 있다. 또한, 가스는 제4 가스 배관(GP4)을 통해 축열 촉매반응 장치(5)로부터 빠져 나갈 수 있다. 축열 촉매반응 장치(5)는 제1 축열재(511), 제1 촉매층(531), 제2 축열재(513), 제2 촉매층(533), 연소 챔버(55), 연소 장치(59), 제1 댐퍼(591), 제2 댐퍼(593), 제3 댐퍼(595) 및 제4 댐퍼(597)를 포함할 수 있다.
제1 축열재(511)는 열을 축적 및/또는 방출할 수 있다. 즉, 제1 축열재(511)는 열을 일시적으로 저장할 수 있다. 제1 축열재(511)를 통과하는 가스의 온도가 제1 축열재(511)의 온도보다 낮으면, 제1 축열재(511)는 가스로 열을 방출할 수 있다. 제1 축열재(511)를 통과하는 가스의 온도가 제1 축열재(511)의 온도보다 높으면, 가스는 제1 축열재(511)로 열을 방출할 수 있다. 제1 축열재(511)는 다공성 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 축열재(511)는 허니콤 구조를 포함할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 제1 축열재(511)는 내열성이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 축열재(511)는 세라믹을 포함할 수 있다.
제1 촉매층(531)은 제1 축열재(511) 상에 위치할 수 있다. 제1 촉매층(531)은 가스 내 불화화합물(FC)의 분해 반응에 대한 촉매를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 촉매층(531)은 Co, ZrO2-Al2O3 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
제2 축열재(513)는 제1 축열재(511)로부터 수평 방향으로 이격될 수 있다. 제2 축열재(513)와 제1 축열재(511) 사이에, 연소 챔버(55)가 위치할 수 있다. 제2 축열재(513)는 제1 축열재(511)와 실질적으로 동일 또는 유사한 물질과 구성을 포함할 수 있다.
제2 촉매층(533)은 제2 축열재(513) 상에 위치할 수 있다. 제2 촉매층(533)은 제1 촉매층(531)으로부터 수평 방향으로 이격될 수 있다. 제2 촉매층(533)은 제1 촉매층(531)과 실질적으로 동일 또는 유사한 물질과 구성을 포함할 수 있다.
연소 챔버(55)는 연소 공간(55h)을 제공할 수 있다. 연소 공간(55h)은 제1 촉매층(531)과 제2 촉매층(533) 사이에 위치할 수 있다. 따라서 제1 촉매층(531)을 통과한 가스는, 연소 공간(55h)을 거쳐 제2 촉매층(533)으로 이동할 수 있다. 연소 챔버(55) 내에서 연소 반응이 진행될 수 있다. 연소 챔버(55)에 대한 상세한 내용은 후술하도록 한다.
연소 장치(59)는 연소 공기 블로워(571), 연료 공급 장치(573) 및 버너(575)를 포함할 수 있다. 연소 공기 블로워(571)는 연소에 필요한 공기를 공급할 수 있다. 연료 공급 장치(573)는 연소에 필요한 연료를 공급할 수 있다. 예를 들어, 연료 공급 장치(573)는 LNG, Hydrocarbon 연소용 가스 및/또는 Hydrocarbon 대체 연소용 가스 등을 포함할 수 있다. 버너(575)는 공기와 연료를 이용해 연소 반응을 일으킬 수 있다. 버너(575)는 플라즈마-연료 하이브리드 버너(plasma-fuelhybrid burner)일 수 있다. 이 경우, 연료 소모를 줄일 수 있다. 버너(575)에 의해, 연소 챔버(55) 내에서 연소 반응이 일어날 수 있다. 이에 따라 연소 챔버(55)를 통과하는 가스는 고온으로 가열될 수 있다. 이상에서 연료를 연소시키기 위해 버너(575)를 사용하는 것으로 서술하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 연료의 연소를 위해 전기식 열원 등이 사용될 수도 있다.
제1 댐퍼(591)는 제1 축열재(511)와 제3 가스 배관(GP3) 사이에 위치할 수 있다. 제2 댐퍼(593)는 제1 축열재(511)와 제4 가스 배관(GP4) 사이에 위치할 수 있다. 제3 댐퍼(595)는 제2 축열재(513)와 제4 가스 배관(GP4) 사이에 위치할 수 있다. 제4 댐퍼(597)는 제2 축열재(513)와 제3 가스 배관(GP3) 사이에 위치할 수 있다. 이들의 기능에 대한 상세한 내용은 후술하도록 한다.
도 5는 도 4의 I-I'를 따라 절단한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5 및 도 4를 참고하면, 연소 챔버(55)는 내부 벽(551), 스틸 층(553), 외부 단열층(555), 제1 온도 센서(5571), 제2 온도 센서(5573) 및 압력 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
내부 벽(551)은 연소 공간(55h)을 정의할 수 있다. 내부 벽(551)은 스틸 층(553)의 부식을 방지할 수 있다. 이를 위해, 내부 벽(551)은 캐스터블 내화물(castable refractories) 및/또는 브릭(Brick) 등을 포함할 수 있다.
스틸 층(553)은 내부 벽(551)의 외측에 결합될 수 있다. 스틸 층(553)은 내부 벽(551)을 감쌀 수 있다. 스틸 층(553)은 탄소강 또는 스테인리스를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 스틸 층(553)은 스테인리스 304 계열의 스틸을 포함할 수 있다. 스틸 층(553)의 두께는 내부 벽(551)의 두께, 외부 단열층(555)의 두께, 온도 조건 및/또는 압력 조건에 의해 정해질 수 있다. 이때 부식 방지를 위해, 내부 벽(551)의 두께는 약 3mm 가량의 여유 두께를 가질 수 있다.
외부 단열층(555)은 스틸 층(553)의 외측에 위치할 수 있다. 외부 단열층(555)은 스틸 층(553)을 감쌀 수 있다. 외부 단열층(555)은 스틸 층(553)으로부터 외측으로 이격될 수 있다. 따라서 외부 단열층(555)의 내면(555i)과 스틸 층(553)의 외면(553e) 사이에 단열 공간(55h2)이 제공될 수 있다.
제1 온도 센서(5571)는 스틸 층(553)에 결합될 수 있다. 제1 온도 센서(5571)는 스틸 층(553)의 표면의 온도를 감지할 수 있다. 제1 온도 센서(5571)가 스틸 층(553)의 온도가 일정 수치 이상으로 증가한 것을 감지하면, 이상 신호가 발생할 수 있다.
제2 온도 센서(5573)는 단열 공간(55h2) 내에 위치할 수 있다. 제2 온도 센서(5573)는 단열 공간(55h2)의 온도를 측정할 수 있다. 제2 온도 센서(5573)가 단열 공간(55h2)의 온도가 일정 수치 이상으로 증가한 것을 감지하면, 이상 신호가 발생할 수 있다. 압력 센서는 단열 공간(55h2) 내에 위치할 수 있다. 압력 센서는 단열 공간(55h2)의 압력을 측정할 수 있다. 단열 공간(55h2)의 압력이 정상 범위를 벗어나면, 이상 신호가 발생할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예들에 따른 제2 스크러버를 나타낸 단면도이다.
도 6을 참고하면, 중간 블로워(2)에 의해 가속된 가스는 제5 가스 배관(GP5)을 따라 제2 스크러버(7)에 유입될 수 있다. 제2 스크러버(7)에서 처리된 가스는 제6 가스 배관(GP6)을 통해 제2 스크러버(7)로부터 빠져 나갈 수 있다. 제2 스크러버(7)는 가스는 냉각 및/또는 처리할 수 있다. 이를 위해 제2 스크러버(7)는 세정부(71), 냉각부(73) 및 냉각수 공급 장치(75)를 포함할 수 있다.
세정부(71)는 가스를 처리할 수 있다. 세정부(71)는 제2 세정 하우징(7111), 제2 세정 노즐(713), 제2 패킹 부재(715), 제2 노즐 지지부재(717) 및 제2 세정수 탱크(719)를 포함할 수 있다. 제2 세정 하우징(7111), 제2 세정 노즐(713), 제2 패킹 부재(715), 제2 노즐 지지부재(717) 및 제2 세정수 탱크(719)의 각각은, 도 3을 참고하여 설명한 제1 세정 하우징(31), 제1 세정 노즐(33), 제1 패킹 부재(35), 제1 노즐 지지부재(37) 및 제1 세정수 탱크(39)의 각각과 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있다.
냉각부(73)는 가스를 냉각시킬 수 있다. 냉각부(73) 세정부(71)와 축열 촉매반응 장치(5, 도 1 참고) 사이에 위치할 수 있다. 냉각부(73)는 축열 촉매반응 장치(5)를 통과한 고온의 가스를 냉각시킬 수 있다. 이를 위해, 냉각부(73)는 냉각 하우징(731), 냉각 노즐(733) 및 냉각 노즐 지지부재(735)를 포함할 수 있다. 냉각 하우징(731)은 상하로 연장될 수 있다. 냉각 하우징(731)은 세정 유입구(711i)에 연결될 수 있다. 즉, 냉각 하우징(731)의 하부와 제2 세정 하우징(7111)의 하부가 결합될 수 있다. 이에 따라, 냉각 하우징(731) 내의 냉각 공간과 제2 세정 공간(711h)이 연결될 수 있다. 냉각 노즐(733)은 냉각 하우징(731) 내에 냉각수를 분사할 수 있다. 이에 따라, 냉각 하우징(731)을 통과하는 가스의 온도가 낮아질 수 있다. 냉각 노즐 지지부재(735)는 냉각 노즐(733)을 지지할 수 있다. 냉각수 공급 장치(75)는 냉각 노즐(733)에 냉각수를 공급할 수 있다.
또한, 냉각부(73)는 가스 내 불순물을 제거할 수 있다. 즉, 냉각부(73)를 통과하는 가스 내 불순물의 일부가 냉각수에 의해 제거될 수 있다. 따라서 제2 세정 하우징(7111)에 가해지는 로드가 경감될 수 있다. 이에 따라 세정 하우징(7111), 제2 세정 노즐 및/또는 제2 패킹 부재의 부피를 줄일 수 있다.
이상에서 별도의 냉각수 공급 장치(75)에서 냉각수가 공급되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 제2 세정수 탱크(719)로부터 공급되는 세정수가 냉각부(73)에서 냉각수로써 사용될 수도 있다. 이 경우 별도의 냉각수 공급 장치(75)가 제공되지 아니할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예들에 따른 DBD 플라즈마 반응기를 나타낸 사시도이다.
이하에서, D1을 제1 방향, 제1 방향(D1)에 교차되는 D2를 제2 방향, 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)의 각각에 교차되는 D3를 제3 방향이라 칭할 수 있다.
도 7을 참고하면, DBD 플라즈마 반응기(9)는 가스 내 특정 성분을 분해할 수 있다. 예를 들어, DBD 플라즈마 반응기(9)는 가스 내 불화화합물(FC)을 분해할 수 있다. 이를 위해, DBD 플라즈마 반응기(9)는 플라즈마 생성기(91), 플라즈마 반응 하우징(93), 제2 가스 유입구(95), 제2 가스 유출구(97), 냉각수 유입구(92) 및 냉각수 유출구(94)를 포함할 수 있다.
플라즈마 생성기(91)는 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 플라즈마 생성기(91) 내부에서 플라즈마가 생성될 수 있다. 가스가 플라즈마 생성기(91)를 통과하며, 불화화합물(FC)이 분해될 수 있다. 플라즈마 생성기(91)는 복수 개가 제공될 수 있다. 복수 개의 플라즈마 생성기(91)는 제2 방향(D2) 및/또는 제3 방향(D3)으로 이격 배치될 수 있다. 그러나 이하에서 플라즈마 생성기(91)는 단수로 기술하도록 한다. 플라즈마 생성기(91)에 대한 보다 상세한 내용은 후술하도록 한다.
플라즈마 반응 하우징(93)은 플라즈마 생성기(91)를 감쌀 수 있다.
제2 가스 유입구(95)는 플라즈마 생성기(91)의 일단에 연결될 수 있다. 가스는 제2 가스 유입구(95)를 통해 플라즈마 생성기(91) 내로 들어갈 수 있다.
제2 가스 유출구(97)는 플라즈마 생성기의 타단에 연결될 수 있다. 제2 가스는 가스 유출구(97)를 통해 플라즈마 생성기(91)로부터 빠져 나갈 수 있다.
냉각수 유입구(92)는 플라즈마 생성기(91)에 연결될 수 있다. 냉각수는 냉각수 유입구(92)를 통해 플라즈마 생성기(91) 내로 들어갈 수 있다.
냉각수 유출구(94)는 플라즈마 생성기에 연결될 수 있다. 냉각수는 냉각수 유출구(94)를 통해 플라즈마 생성기(91)로부터 빠져 나갈 수 있다.
이상에서 냉각수에 의해 플라즈마 생성기(91)가 냉각되는 것으로 서술하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 플라즈마 생성기(91)는 공기를 이용해 냉각될 수도 있다. 즉, 플라즈마 생성기(91)는 공냉식으로 냉각될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예들에 따른 본 발명의 실시 예들에 따른 DBD 플라즈마 반응기의 일부를 절단한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 8을 참고하면, 플라즈마 생성기(91)는 내부 전극(911), 외부 전극(913), 유전층(915) 및 냉각 배관(917)을 포함할 수 있다.
내부 전극(911)은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 내부 전극(911)은 스틸(steel)을 포함할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
외부 전극(913)은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 외부 전극(913)은 내부 전극(911)을 둘러쌀 수 있다. 외부 전극(913)은 스틸(steel)을 포함할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 외부 전극(913)의 내면은, 내부 전극(911)의 외면으로부터 외측으로 이격될 수 있다. 따라서 내부 전극(911)과 외부 전극(913) 사이에 가스 처리 유로(91h1)이 제공될 수 있다. 가스 처리 유로(91h1)는 제2 가스 유입구(95, 도 7 참고) 및 제2 가스 유출구(97, 도 7 참고)를 통해, 가스 배관(GP, 도 1 참고)에 연결될 수 있다. 따라서 가스 처리 유로(91h1)는 제2 스크러버(7, 도 6 참고)의 내부 공간에 연결될 수 있다.
유전층(915)은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 유전층(915)은 내부 전극(911)과 외부 전극(913) 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 유전층(915)은 외부 전극(913)에 결합될 수 있다. 유전층(915)은 세라믹 및/또는 쿼츠 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
냉각 배관(917)은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 냉각 배관(917)은 외부 전극(913)을 둘러쌀 수 있다. 냉각 배관(917)의 내면은 외부 전극(913)의 외면으로부터 이격될 수 있다. 따라서 냉각 배관(917)과 외부 전극(913) 사이에 냉각 유로(91h2)가 제공될 수 있다. 냉각 유로(91h2)의 일단은 냉각 유입구(92, 도 7 참고)에 연결될 수 있다. 냉각 유로(91h2)의 타단은 냉각 유출구(94, 도 7 참고)에 연결될 수 있다. 냉각 유로(91h2)를 따라 냉각수가 흐를 수 있다. 냉각수는 외부 전극(913) 등을 냉각시킬 수 있다. 플라즈마 발생기(91)가 공냉식으로 냉각되는 경우, 냉각 유로(91h2)에 냉각수가 아닌 공기가 유입될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예들에 따른 가스 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9를 참고하면, 가스 처리 방법(S)이 제공될 수 있다. 가스 처리 방법(S)은 도 1 내지 도 8을 참고하여 설명한 가스 처리 시스템(GT, 도 1 참고)을 이용해 가스를 처리하는 방법일 수 있다. 가스 처리 방법(S)은 가스를 사이클론에서 처리하는 것(S1), 가스를 제1 스크러버에서 처리하는 것(S2), 가스를 축열 촉매반응 장치에서 처리하는 것(S3), 제2 스크러버에 들어가는 가스를 가속하는 것(S4), 가스를 제2 스크러버에서 처리하는 것(S5) 및 가스를 DBD 플라즈마 반응기에서 처리하는 것(S6)을 포함할 수 있다.
이하에서, 도 10 내지 도 14를 참고하여 도 9의 가스 처리 방법(S)을 상세히 서술하도록 한다.
도 10 내지 도 14는 도 9의 순서도에 따른 가스 처리 방법을 나타낸 도면들이다.
도 10을 참고하면, 반도체 공정 챔버(PC)에서 가스(EG)가 배출될 수 있다. 가스(EG)는 불화화합물(FC) 등을 포함할 수 있다. 가스(EG)는 가스 배관(GP)을 따라 가스 처리 시스템(GT)으로 유입될 수 있다.
도 10, 도 2 및 도 9를 참고하면, 가스를 사이클론에서 처리하는 것(S1)은, 사이클론(1)에서 가스(EG)로부터 파티클(PT)이 분리되는 것을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 팬(19)의 회전에 의해 가스(EG)가 회전하면, 원심력에 의해 파티클(PT)이 가스(EG)로부터 분리될 수 있다. 파티클(PT)이 분리된 가스(EG)는 제1 스크러버(3)로 이동할 수 있다.
도 10, 도 3 및 도 9를 참고하면, 가스를 제1 스크러버에서 처리하는 것(S2)은 제1 스크러버(3) 내에서 가스(EG) 내의 특정 물질이 제거되는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가스(EG)가 제1 세정 하우징(31)을 통과할 때, 제1 세정 노즐(33)에 의해 분사된 세정수에 의해 가스(EG) 내 HF, HCl 및/또는 F2가 제거될 수 있다. HF, HCl 및/또는 F2가 제거된 가스(EG)는 축열 촉매반응 장치(5)로 이동할 수 있다.
도 11 및 도 9를 참고하면, 가스를 축열 촉매반응 장치에서 처리하는 것(S3)은 제1 댐퍼(591) 및 제4 댐퍼(597)가 열리는 것을 포함할 수 있다. 동시에, 제2 댐퍼(593) 및 제3 댐퍼(595)는 닫힐 수 있다. 따라서 가스(EG)는 제1 축열재(511), 제1 촉매층(531), 연소 공간(55h), 제2 촉매층(533) 및 제2 축열재(513)를 차례로 통과할 수 있다.
가스(EG)가 제1 축열재(511)를 통과할 때, 가스(EG)의 온도가 상승할 수 있다. 온도가 상승한 가스(EG)가 제1 촉매층(531)을 지날 때, 가스(EG) 내 불화화합물(FC)이 분해될 수 있다. 가스(EG)가 연소 공간(55h)을 지날 때, 연소 불꽃(FL)에 의해 가스(EG)의 온도는 더욱 상승할 수 있다. 가스(EG)가 제2 촉매층(533)을 지날 때, 가스(EG) 내 불화화합물(FC)이 분해될 수 있다. 가스(EG)가 제2 축열재(513)를 지날 때, 가스(EG)의 온도는 낮아질 수 있다. 제2 축열재(513)를 통과한 가스(EG)는 제4 가스 배관(GP4)을 통해 빠져 나갈 수 있다.
도 12를 참고하면, 일정 시간이 경과하면, 제1 댐퍼(591) 및 제4 댐퍼(597)가 닫힐 수 있다. 동시에, 제2 댐퍼(593) 및 제3 댐퍼(595)는 열릴 수 있다. 따라서 가스는 제2 축열재(513), 제2 촉매층(533), 연소 공간(55h), 제1 촉매층(531) 및 제1 축열재(511)를 차례로 통과할 수 있다. 즉, 가스(EG)는 거꾸로 진행할 수 있다. 가스(EG)가 제2 축열재(513), 제2 촉매층(533), 연소 공간(55h), 제1 촉매층(531) 및 제1 축열재(511)를 차례로 통과할 때, 도 11을 참고하여 설명한 것과 유사한 반응이 발생할 수 있다. 가스(EG)가 제1 축열재(511)를 지날 때, 가스(EG)의 온도는 낮아질 수 있다. 제1 축열재(511)를 통과한 가스(EG)는 제4 가스 배관(GP4)을 통해 빠져 나갈 수 있다.
축열 촉매반응 장치(5)를 빠져 나가는 가스(EG)의 온도는 약 90℃ 내지 약 130℃일 수 있다. 보다 구체적으로, 제4 가스 배관(GP4)을 통해 빠져 나가는 가스(EG)의 온도는 약 120℃일 수 있다.
도 11을 참고하여 설명한 공정과, 도 12를 참고하여 설명한 공정이 주기적으로 반복 수행될 수 있다. 예를 들어, 30초 간격으로 도 11의 공정과 도 12의 공정이 반복 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 축열재와 가스 간의 온도 교환이 효율적으로 수행될 수 있다. 축열 촉매반응 장치(5)에서 불화화합물(FC)은 분해되어 HF 및/또는 F2가 될 수 있다.
도 13 및 도 9를 참고하면, 제2 스크러버에 들어가는 가스를 가속하는 것(S4)은 중간 블로워(2)가 축열 촉매반응 장치(5, 도 12 참고)를 통과한 가스(EG)를 가속하는 것을 포함할 수 있다. 가스(EG)는 가속된 상태로 제2 스크러버(7)에 들어갈 수 있다.
가스를 제2 스크러버에서 처리하는 것(S5)은, 냉각부(73)가 냉각수(CW)를 분사하여 가스(EG)를 냉각시키는 것을 포함할 수 있다. 가스(EG)는 냉각 하우징(731)을 통과하며 냉각수(CW)에 의해 냉각될 수 있다. 예를 들어, 축열 촉매반응 장치(5, 도 12 참고)에서 빠져 나와 약 90℃ 내지 약 130℃인 가스(EG)의 온도는, 냉각수(CW)에 의해 약 40℃ 내지 약 70℃가 될 수 있다. 약 40℃ 내지 약 70℃의 온도 범위에서, 세정부(71)의 손상은 방지될 수 있다. 또한, 냉각수(CW)에 의해 가스(EG) 내 불순물도 일부 제거될 수 있다. 이에 따라, 제2 세정 하우징(7111)에 가해지는 로드를 줄일 수 있다.
가스를 제2 스크러버에서 처리하는 것(S5)은, 세정부(71)가 세정수(CL)를 분사하여 가스(EG)를 처리하는 것을 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 세정 노즐(713)에서 분사되는 세정수(CL)에 의해, 가스(EG) 내의 HF, HCl 및/또는 F2가 제거될 수 있다. 세정부(71)를 통과한 가스(EG)는 제6 가스 배관(GP6)을 통해 빠져 나갈 수 있다.
도 14 및 도 9를 참고하면, 가스를 DBD 플라즈마 반응기에서 처리하는 것(S6)은 가스(EG)가 가스 처리 유로(91h1)를 통해 이동하는 것을 포함할 수 있다. 이때 내부 전극(911) 및 외부 전극(913)에 의해, 플라즈마가 발생할 수 있다. 플라즈마에 의해, 가스(EG) 내의 불화화합물(FC)이 분해될 수 있다. 이 과정에서, 냉각수(CW2)가 냉각 유로(91h2)를 통해 이동할 수 있다. 냉각수(CW2)에 의해, 플라즈마 생성기(91)가 냉각될 수 있다. 혹은, 플라즈마 생성기(91)가 공냉식으로 냉각되는 경우, 공기가 냉각 유로(91h2)를 통해 이동할 수도 있다. 플라즈마 생성기(91)는 냉각 유로(91h2)를 지나는 공기에 의해 냉각될 수 있다.
다시 도 10을 참고하면, DBD 플라즈마 반응기(9)를 통과한 가스(EG)는 대기 중으로 방출될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 이용한 가스 처리 방법에 의하면, DBD 플라즈마 반응기를 사용하여, 가스 속 불화화합물을 분해할 수 있다. 따라서 축열 촉매반응 장치에서 놓친 불화화합물도, 가스의 방출 전에 분해할 수 있다. 이에 따라 축열 촉매반응 장치의 부담이 줄어들 수 있다. 따라서 축열 촉매반응 장치로써 2베드 축열 촉매반응 장치를 사용할 수 있다. 2베드 축열 촉매반응 장치는 설비의 구조가 상대적으로 간단할 수 있다. 따라서 장비의 수명을 증가시키고, 정비 주기를 늘릴 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 이용한 가스 처리 방법에 의하면, 축열 촉매반응 장치를 통과한 가스가 제2 스크러버의 세정부에 들어가시 전에, 냉각부에서 가스를 냉각할 수 있다. 이에 따라, 축열 촉매반응 장치에서 나온 가스가 고온이더라도, 제2 스크러버의 손상을 방지할 수 있다. 즉, 축열 촉매반응 장치를 통과한 직후의 가스가 고온이어도, 공정을 지속적으로 수행할 수 있다. 축열 촉매반응 장치는 배출되는 가스의 온도가 고온이 되도록 설정될 수 있다. 이에 따라, 축열 촉매반응 장치의 후단에서의 응축 현상을 방지하여, 장비를 보호할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 이용한 가스 처리 방법에 의하면, 가스가 제1 스크러버에 들어가기 전에, 가스 내 파티클을 먼저 제거할 수 있다. 따라서 제1 스크러버를 보호하고 수명을 늘릴 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시 예들에 따른 가스 처리 시스템을 나타낸 개략도이다.
이하에서, 도 1 내지 도 14를 참고하여 설명한 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 내용에 대한 것은 설명을 생략할 수 있다.
도 15를 참고하면, 가스 처리 시스템(GTa)이 제공될 수 있다. 그러나 도 1을 참고하여 설명한 것과는 달리, 가스 처리 시스템(GTa)의 축열 촉매반응 장치(5a)는 로터리 축열 촉매반응 장치를 포함할 수 있다. 또한, 가스 처리 시스템(GTa)은 분기 장치(8) 및 바이패스 배관(6)을 더 포함할 수 있다.
분기 장치(8)는 제2 스크러버(7)와 DBD 플라즈마 반응기(9) 사이에 위치할 수 있다. 분기 장치(8)에 의해, 제2 스크러버(7)를 통과한 가스가 분기될 수 있다. 분기 장치(8)의 일측은 DBD 플라즈마 반응기(9)에 연결될 수 있다. 분기 장치(8)의 타측은 축열 촉매반응 장치(5a)에 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 분기 장치(8)는 바이패스 배관(6)에 의해, 제2 스크러버(7)를 우회하여 축열 촉매반응 장치(5a)에 연결될 수 있다. 따라서, 제2 스크러버(7)를 통과한 가스의 일부는, 바이패스 배관(6)을 통해 다시 축열 촉매반응 장치(5a)로 이동할 수 있다. 축열 촉매반응 장치(5a)는 바이패스 배관(6)을 따라 이동해온 가스에 의해 퍼징(purging)될 수 있다. 이에 대한 상세한 내용은 후술하도록 한다.
도 16은 본 발명의 실시 예들에 따른 축열 촉매반응 장치를 나타낸 단면도이다.
도 16을 참고하면, 축열 촉매반응 장치(5a)는 연소 챔버(55a), 회전 부재(52), 촉매층(531a) 및 축열재(511a)를 포함할 수 있다.
연소 챔버(55a)는 연소 공간(55ah)을 제공할 수 있다. 회전 부재(52)는 수직 축을 중심으로 회전할 수 있다. 회전 부재(52)의 회전에 의해, 연소 공간(55ah)을 통과하는 가스가 회전할 수 있다.
촉매층(531a)은 회전 부재(52)를 둘러쌀 수 있다. 촉매층(531a)은, 도 4를 참고하여 설명한 제1 촉매층(531)과 실질적으로 동일 또는 유사한 물질을 포함할 수 있다.
축열재(511a)는 촉매층(531a)의 밑에 위치할 수 있다. 축열재(511a)는 회전 부재(52)를 둘러쌀 수 있다. 축열재(511a)는 회전 부재(52)와 함께 회전할 수 있다. 축열재(511a)는 도 4를 참고하여 설명한 제1 축열재(511)와 실질적으로 동일 또는 유사한 물질을 포함할 수 있다. 이상에서 회전 부재(52)에 의해 가스가 회전하는 것으로 도시하고 서술하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 연소 공간(55ah)을 지나는 가스는 밸브 로터리 방식 등 다른 방법에 의해 회전할 수도 있다.
도 17은 본 발명의 실시 예들에 따른 가스 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 17을 참고하면, 가스 처리 방법(Sa)이 제공될 수 있다. 그러나 도 9를 참고하여 설명한 가스 처리 방법(S)과는 달리, 도 17의 가스 처리 방법(Sa)은 제2 스크러버를 통과한 가스의 일부를 축열 촉매반응 장치로 보내는 것(S5a)을 더 포함할 수 있다.
이하에서, 도 18을 참고하여 도 17의 가스 처리 방법(Sa)의 일부를 설명하도록 한다.
도 18은 도 17의 순서도에 따른 가스 처리 방법을 나타낸 도면이다.
도 18 및 도 17을 참고하면, 가스를 축열 촉매반응 장치에서 처리하는 것(S3a)은, 로터리 타입의 축열 촉매반응 장치(5a)에 의해 가스(EG) 내 불화화합물(FC)이 분해되는 것을 포함할 수 있다.
제2 스크러버를 통과한 가스의 일부를 축열 촉매반응 장치로 보내는 것(S5a)은, 분기 장치(8)에 의해 가스의 일부(EG1)는 DBD 플라즈마 반응기(9, 도 15 참고)로 이동하고, 가스의 다른 일부(EG2)는 축열 촉매반응 장치(5a)로 이동하는 것을 포함할 수 있다. 가스의 다른 일부(EG2)는 바이패스 배관(6)을 따라 축열 촉매반응 장치(5a)로 이동하여, 축열 촉매반응 장치(5a)를 퍼징할 수 있다. 이상에서 제2 스크러버를 통과한 가스를 이용해 축열 촉매반응 장치(5a)를 퍼징하는 것으로 도시하고 서술하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 외부 공기를 이용해 축열 촉매반응 장치(5a)를 퍼징할 수도 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 이용한 가스 처리 방법에 의하면, 중간 블로워로 가스를 가속하므로, 제2 스크러버를 통과한 가스의 일부를 분기하여 축열 촉매반응 장치까지 돌려보낼 수 있다. 따라서 축열 촉매반응 장치의 퍼징을 위해, 별도의 유체를 공급할 필요가 없을 수 있다. 이에 따라 시스템 전체의 설비가 간소화되고, 비용을 절감할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
GT: 가스 처리 시스템
PC: 반도체 공정 챔버
1: 사이클론
3: 제1 스크러버
5: 축열 촉매반응 장치
7: 제2 스크러버
9: DBD 플라즈마 반응기
2: 중간 블로워

Claims (20)

  1. 제1 스크러버;
    상기 제1 스크러버를 통과한 가스를 처리하는 축열 촉매반응 장치(Regenerative Catalytic Oxidizer, RCO);
    상기 축열 촉매반응 장치를 통과한 가스를 처리하는 제2 스크러버; 및
    상기 제2 스크러버를 통과한 가스를 처리하는 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 플라즈마 반응기; 를 포함하되,
    상기 축열 촉매반응 장치는 2베드 축열 촉매반응 장치를 포함하는 가스 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 축열 촉매반응 장치는:
    제1 축열재;
    상기 제2 축열재 상의 제1 촉매층;
    상기 제1 축열재로부터 이격된 제2 축열재;
    상기 제2 축열재 상의 제2 촉매층;
    상기 제1 촉매층과 상기 제2 촉매층 사이의 연소 공간을 제공하는 연소 챔버; 및
    연소 장치; 를 포함하는 가스 처리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연소 챔버는:
    상기 연소 공간을 정의하는 내부 벽;
    상기 내부 벽의 외측에 결합되는 스틸(Steel) 층; 및
    상기 스틸 층을 감싸는 외부 단열층; 을 포함하되,
    상기 외부 단열층은 상기 스틸 층으로부터 외측으로 이격되어, 상기 ?? 층과 상기 외부 단열층 사이의 단열 공간이 제공되는 가스 처리 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 연소 챔버는:
    상기 스틸 층에 결합되는 제1 온도 센서; 및
    상기 단열 공간 내에 배치되는 제2 온도 센서; 를 포함하는 가스 처리 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 스크러버는:
    세정수를 분사하여 가스를 처리하는 세정부; 및
    상기 세정부와 상기 축열 촉매반응 장치 사이의 냉각부; 를 포함하되,
    상기 세정부는:
    세정 공간을 제공하는 세정 하우징;
    상기 세정 공간 내의 패킹 부재; 및
    상기 세정 공간에 세정수를 분사하는 세정 노즐; 을 포함하고,
    상기 냉각부는:
    냉각 공간을 제공하는 냉각 하우징; 및
    상기 냉각 공간에 냉각수를 분사하는 냉각 노즐; 을 포함하며,
    상기 냉각 하우징의 하부와 상기 세정 하우징의 하부가 결합되어, 상기 냉각 공간과 상기 세정 공간은 밑에서 연결되는 가스 처리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 스크러버에 연결되어, 반도체 공정 챔버로부터 배기되는 가스가 상기 제1 스크러버에 들어가기 전에 가스 내 입자를 분리하는 사이클론을 더 포함하는 가스 처리 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 DBD 플라즈마 반응기는 플라즈마 생성기를 포함하되,
    상기 플라즈마 생성기는:
    제1 방향으로 연장되는 내부 전극; 및
    상기 제1 방향으로 연장되며 상기 내부 전극을 둘러싸는 외부 전극; 을 포함하고,
    상기 외부 전극의 내면은 상기 내부 전극의 외면으로부터 이격되어, 상기 외부 전극과 상기 내부 전극 사이에 가스 처리 유로가 제공되며,
    상기 가스 처리 유로는 상기 제2 스크러버의 내부 공간과 연결되는 가스 처리 시스템.
  8. 제1 스크러버;
    상기 제1 스크러버에 연결되는 축열 촉매반응 장치(Regenerative Catalytic Oxidizer, RCO); 및
    상기 축열 촉매반응 장치에 연결되는 제2 스크러버; 를 포함하되,
    상기 축열 촉매반응 장치는 로터리 축열 촉매반응 장치를 포함하는 가스 처리 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 스크러버에 연결되는 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 플라즈마 반응기를 더 포함하는 가스 처리 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 스크러버와 상기 DBD 플라즈마 반응기 사이에 위치하는 분기 장치를 더 포함하되,
    상기 분기 장치의 일측은 상기 DBD 플라즈마 반응기에 연결되고,
    상기 분기 장치의 타측은 상기 제2 스크러버를 우회하여 상기 축열 촉매반응 장치에 연결되는 가스 처리 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 축열 촉매반응 장치와 상기 제2 스크러버 사이에 위치하여, 상기 제2 스크러버에 들어가는 가스를 가속하는 중간 블로워(blower)를 더 포함하는 가스 처리 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 DBD 플라즈마 반응기는 플라즈마 생성기를 포함하되,
    상기 플라즈마 생성기는:
    제1 방향으로 연장되는 내부 전극; 및
    상기 제1 방향으로 연장되며 상기 내부 전극을 둘러싸는 외부 전극; 을 포함하고,
    상기 외부 전극의 내면은 상기 내부 전극의 외면으로부터 이격되어, 상기 외부 전극과 상기 내부 전극 사이에 가스 처리 유로가 제공되며,
    상기 가스 처리 유로는 상기 제2 스크러버의 내부 공간과 연결되는 가스 처리 시스템.
  13. 반도체 공정 챔버로부터 배기되는 가스를 처리하는 제1 스크러버;
    상기 제1 스크러버에 연결되어, 상기 제1 스크러버로부터 나온 가스 내 FC(Fluorinated Compounds)를 분해하는 축열 촉매반응 장치(Regenerative Catalytic Oxidizer, RCO);
    상기 축열 촉매반응 장치에 연결되어, 상기 축열 촉매반응 장치로부터 나온 가스를 처리하는 제2 스크러버; 및
    상기 제2 스크러버에 연결되는 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 플라즈마 반응기; 를 포함하는 가스 처리 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 DBD 플라즈마 반응기는 플라즈마 생성기를 포함하되,
    상기 플라즈마 생성기는:
    제1 방향으로 연장되는 내부 전극; 및
    상기 제1 방향으로 연장되며 상기 내부 전극을 둘러싸는 외부 전극; 을 포함하고,
    상기 외부 전극의 내면은 상기 내부 전극의 외면으로부터 이격되어, 상기 외부 전극과 상기 내부 전극 사이에 가스 처리 유로가 제공되며,
    상기 가스 처리 유로는 상기 제2 스크러버의 내부 공간과 연결되는 가스 처리 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 플라즈마 생성기는 상기 제1 방향으로 연장되는 유전층을 더 포함하되,
    상기 유전층은 상기 내부 전극과 상기 외부 전극 사이에 위치하는 가스 처리 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 플라즈마 생성기는 상기 제1 방향으로 연장되며 상기 외부 전극을 둘러싸는 냉각 배관을 더 포함하되,
    상기 냉각 배관의 내면은 상기 외부 전극의 외면으로부터 이격되어, 상기 냉각 배관과 상기 외부 전극 사이에 냉각 유로가 제공되는 가스 처리 시스템.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 플라즈마 생성기는 복수 개가 제공되되,
    상기 복수 개의 플라즈마 생성기는 상기 제1 방향에 교차되는 방향으로 이격되는 가스 처리 시스템.
  18. 반도체 공정 챔버로부터 배기된 가스를 제1 스크러버에서 처리하는 것;
    상기 제1 스크러버를 통과한 상기 가스를 축열 촉매반응 장치(Regenerative Catalytic Oxidizer, RCO)에서 처리하는 것;
    상기 축열 촉매반응 장치를 통과한 상기 가스를 제2 스크러버에서 처리하는 것; 및
    상기 제2 스크러버를 통과한 상기 가스를 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 플라즈마 반응기에서 처리하는 것; 을 포함하는 가스 처리 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 가스를 상기 축열 촉매반응 장치에서 처리하는 것은:
    상기 가스가 축열재를 통과하며 가열되는 것;
    상기 축열재를 통과한 상기 가스가 촉매층을 통과하는 것; 및
    상기 촉매층을 통과한 상기 가스가 연소 챔버에서 가열되는 것; 을 포함하는 가스 처리 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제2 스크러버는:
    세정수를 분사하여 상기 가스를 처리하는 세정부; 및
    상기 세정부와 상기 축열 촉매반응 장치 사이의 냉각부; 를 포함하되,
    상기 가스를 상기 제2 스크러버에서 처리하는 것은:
    상기 가스를 상기 냉각부에서 냉각수를 분사하여 냉각시키는 것; 및
    상기 냉각부를 통과한 상기 가스를 상기 세정부에서 세정수를 분사하여 처리하는 것; 을 포함하는 가스 처리 방법.
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