KR100437471B1 - Gas scrubber - Google Patents
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Abstract
유해성 가스를 여과하기 위한 가스 스크러버 장치가 개시된다. 가스 스크러버는 유해성 가스를 여과하기 위한 레진 필터, 상기 레진 필터를 내부의 소정영역에 포함하는 케니스터, 상기 케니스터의 일측에 위치하며 유해 가스의 입력 통로가 되는 입력관, 상기 케니스터의 타측에 위치하며 여과된 가스의 출력 통로가 되는 출력관, 상기 입력관과 연결되며 내부에 원심 분리팬을 구비하는 제1 체류공간, 상기 출력관과 연결되며 내부에 구심 흡입팬을 구비하는 제2 체류공간, 상기 제1 체류공간 및 제2 체류공간의 측벽에 위치하며 상기 제1 체류공간에서 입력된 유해성 가스를 내부에 포함하는 상기 레진 필터를 이용하여 여과한 후 상기 제2 체류공간으로 출력하는 여과 장치, 및 상기 원심 분리팬 및 구심 흡입팬을 동작시키는 모터 및 회전축을 포함한다.A gas scrubber apparatus for filtering a noxious gas is disclosed. The gas scrubber is a resin filter for filtering harmful gases, a canister including the resin filter in a predetermined region therein, an input pipe located at one side of the canister and serving as an input passage for the harmful gas, and the other side of the canister. An output tube which is located and is an output passageway of the filtered gas, a first residence space connected to the input tube and having a centrifugal fan therein, and a second residence space connected to the output tube and having a centripet suction fan therein; A filtration device which is located on the sidewalls of the first and second residence spaces and filters the harmful gas inputted from the first residence spaces using the resin filter therein, and outputs the filtered to the second residence spaces; and It includes a motor and a rotating shaft for operating the centrifugal separation fan and the centrifugal suction fan.
Description
본 발명은 유해성 가스를 여과하기 위한 가스 스크러버에 관한 것으로, 특히 반도체 제조 공정에서 발생하는 유해성 가스를 여과하기 위한 가스 스크러버에 관한 것이다.The present invention relates to a gas scrubber for filtering harmful gases, and more particularly, to a gas scrubber for filtering harmful gases generated in a semiconductor manufacturing process.
반도체 소자를 생산하는 공정 중에는 독성 가스를 배출하는 공정이 많다. 예를 들면, 화학적 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 공정, 이온주입(ion implantation) 공정, 식각 공정, 확산 공정 등에 사용되는 SiH4, SiH2, NO, AsH3, PH3, NH3, N2O, SiH2Cl2등의 가스들이 사용되는데, 공정을 거치고 배출되는 가스들은 여러 종류의 독성 물질을 함유하고 있다. 이런 독성 가스는 인체에 해로을 뿐만 아니라 가연성과 부식성도 있어 화재 등의 사고를 유발하기도 한다. 또한, 이런 독성 가스가 대기로 방출되면 심각한 환경오염을 유발하므로 가스가 대기 중에 방출되기 전에는 여과 장치에서 정화하는 공정을 거치게 된다.In the process of producing a semiconductor device, there are many processes for emitting toxic gases. For example, SiH 4 , SiH 2 , NO, AsH 3 , PH 3 , NH 3 , N used in Chemical Vapor Deposition (CVD) process, ion implantation process, etching process, diffusion process, etc. Gases such as 2 O and SiH 2 Cl 2 are used, and the gases released through the process contain various types of toxic substances. These toxic gases are not only harmful to the human body but also flammable and corrosive, which can lead to accidents such as fire. In addition, the release of these toxic gases into the atmosphere causes serious environmental pollution, so that the gas is purged by a filtration device before being released into the atmosphere.
독성 가스를 처리하는 방법은 크게 세 가지가 있다. 첫 번째 방법은 가스에 함유된 독성 물질을 500℃ 내지 800℃의 고온으로 연소시키는 것이다. 즉, 고온으로 가스를 가열하여 독성 물질 중 가연성이 있는 물질을 연소시켜 제거하는 방법이다. 두 번째 방법은 독성 물질을 물에 용해시켜 제거하는 것이다. 이 방법은 가스에 함유된 독성 물질 중에 물에 잘 녹는 특성을 갖는 물질을 제거할 때 사용된다. 세 번째 방법은 물리적 또는 화학적으로 독성 가스를 흡수하는 것이다. 이 방법은 연소되지도 않고 물에 용해되지도 않는 독성 물질을 제거하기 위하여 사용되며, 독성 가스가 물리적 또는 화학적으로 가스 여과 장치에서 여과되도록 하는 방법이다.There are three ways to treat toxic gases. The first method is to burn the toxic substances contained in the gas at a high temperature of 500 ° C to 800 ° C. In other words, the gas is heated to a high temperature to burn and remove flammable substances among toxic substances. The second method is to dissolve and remove toxic substances in water. This method is used to remove toxic substances in the gas that have good water soluble properties. The third method is to absorb toxic gases physically or chemically. This method is used to remove toxic substances that are neither burned nor soluble in water, and allow toxic gases to be physically or chemically filtered in a gas filtration device.
도 1은 종래기술에 의한 가스 여과 장치의 가스 스크러버를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a gas scrubber of a gas filtration device according to the prior art.
도 1을 참조하면, 유해가스를 여과하는 레진 필터(10)를 내부에 구비하는 케니스터(20), 상기 케니스터 내부로 유해가스를 유입하는 유입관(30), 레진필터에 의해 여과된 가스가 또 다른 스크러버 또는 대기중으로 배출되는 배출관(40)이 구비되어 있다. 상기 케니스터(20)의 내부에는 상기 유입관(30)으로부터 유입되는 유해가스의 체류공간(60)이 구비되고, 상기 체류공간(60)의 소정 위치에 상기 유입관(30)의 단부가 마련된다. 상기 레진 필터(10)에 의해 여과된 가스가 배출되는 배출관(40)이 상기 체류공간(60)을 관통하며, 상기 배출관의 단부는 레진 필터에 삽입되어 있다. 배출관의 단부에는 여과된 가스가 배출될 때 레진 필터의 입자가 여과된 가스와 같이 배출관으로 배출되는 것을 막기 위하여 미세한 구조의 그물망(45)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 1, a canister 20 having a resin filter 10 for filtering a noxious gas therein, an inlet pipe 30 for introducing a noxious gas into the canister, and a gas filtered by a resin filter Is provided with a discharge pipe 40 which is discharged to another scrubber or the atmosphere. The canister 20 has a residence space 60 for harmful gas flowing from the inlet pipe 30, and an end portion of the inlet pipe 30 is provided at a predetermined position of the residence space 60. do. A discharge pipe 40 through which the gas filtered by the resin filter 10 is discharged passes through the staying space 60, and an end of the discharge pipe is inserted into the resin filter. At the end of the discharge pipe, when the filtered gas is discharged, a fine mesh 45 is formed to prevent particles of the resin filter from being discharged to the discharge pipe like the filtered gas.
상기 가스 스크러버의 작용에 대하여 살펴보면, 반도체 공정 중에서 발생하는 유해 가스가 유입관(30)으로부터 체류공간(60)에 유입되고, 유입된 유해가스는 상기 체류공간(60)에서 일정한 압력에 의하여 상기 레진 필터(10)를 통과한다. 상기 레진 필터(10)를 통과하는 유해가스는 레진 필터에 의해 여과되고, 레진 필터에서 여과된 유해가스는 단부가 레진 필터의 내부 소정 위치에 구비된 배출관(40)에 의해 다른 가스 스크러버 또는 대기 중으로 배출된다.Looking at the action of the gas scrubber, the harmful gas generated during the semiconductor process is introduced into the residence space 60 from the inlet pipe 30, the introduced harmful gas is the resin by a constant pressure in the residence space 60 Pass through the filter (10). The noxious gas passing through the resin filter 10 is filtered by the resin filter, and the noxious gas filtered in the resin filter is discharged to another gas scrubber or the atmosphere by an exhaust pipe 40 having an end portion provided at a predetermined position inside the resin filter. Discharged.
상기 유입관(30)의 단부와 상기 출력관(40)의 단부와의 압력 차이에 의하여 유해가스가 레진 필터를 통과하는데, 출력단의 흡입력 부족으로 유해가스를 체류공간(60)에 유입하게 하는 펌프(도면에는 미도시)에 과부하가 걸려 펌프의 교체 주기가 짧아지는 문제점이 있다. 또한, 입력단과 출력단의 잦은 막힘 현상으로 가스 스크러버의 고장 발생 건수가 증가하며, 여과능력의 신뢰도도 낮다.Due to the pressure difference between the end of the inlet pipe 30 and the end of the output pipe 40, the harmful gas passes through the resin filter, the pump for introducing the harmful gas into the retention space 60 due to insufficient suction force of the output end ( There is a problem that the replacement cycle of the pump is shortened due to an overload (not shown). In addition, frequent blockages at the input and output stages increase the number of failures of the gas scrubber and lower the reliability of the filtration capacity.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 유해가스를 효과적으로 여과할 수 있는 가스 스크러버를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a gas scrubber that can effectively filter harmful gases.
도 1은 종래기술에 의한 가스 여과 장치의 가스 스크러버를 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing a gas scrubber of a gas filtration device according to the prior art,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가스 여과 장치의 가스 스크러버를 나타내는 단면도,2 is a cross-sectional view showing a gas scrubber of a gas filtration device according to an embodiment of the present invention;
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 팬 및 팬에 의한 가스의 이동 방향을 나타내는 도면이다.3A and 3B are views illustrating a moving direction of a gas by the fan and the fan according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
100 : 케니스터 115 : 제1 체류공간100: Canister 115: the first residence space
120 : 제2 체류공간 125 : 원심 흡입팬120: second residence space 125: centrifugal suction fan
130 : 구심 배기팬 145 : 레진 필터130: centrifugal exhaust fan 145: resin filter
150 : 제1 여과장치 155 ; 제2 여과장치150: first filtration device 155; 2nd filtration device
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 가스 스크러버는 유해성 가스를 여과하기 위한 레진 필터, 상기 레진 필터를 내부의 소정영역에 포함하는 케니스터, 상기 케니스터의 일측에 위치하며 유해 가스의 입력 통로가 되는 입력관, 상기 케니스터의 타측에 위치하며 여과된 가스의 출력 통로가 되는 출력관, 상기 입력관과 연결되며 내부에 원심 분리팬을 구비하는 제1 체류공간, 상기 출력관과 연결되며 내부에 구심 흡입팬을 구비하는 제2 체류공간, 상기 제1 체류공간 및 제2 체류공간의 측벽에 위치하며 상기 제1 체류공간에서 입력된 유해성 가스를 내부에 포함하는 상기 레진 필터를 이용하여 여과한 후 상기 제2 체류공간으로 출력하는 여과 장치, 및 상기 원심 분리팬 및 구심 흡입팬을 동작시키는 모터 및 회전축을 포함한다.In order to achieve the above object, the gas scrubber of the present invention is a resin filter for filtering a harmful gas, a canister including the resin filter in a predetermined region therein, located on one side of the canister and the input passage of the harmful gas is An input tube which is located on the other side of the canister and is an output passageway of the filtered gas, a first residence space connected to the input tube and having a centrifugal fan therein, connected to the output tube, and having a centripet suction therein A second residence space having a fan, located on sidewalls of the first residence space and the second residence space, and filtered using the resin filter including a noxious gas input from the first residence space therein; And a filtration device for outputting to the two staying spaces, and a motor and a rotating shaft for operating the centrifugal fan and the centrifugal suction fan.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가스 여과 장치의 가스 스크러버를 나타내는 단면도이다. 도면에서 화살표는 가스의 흐름을 나타내고 있다.2 is a cross-sectional view showing a gas scrubber of a gas filtration device according to an embodiment of the present invention. Arrows in the figure indicate the flow of gas.
도 2를 참조하면, 펌프(도면에는 미도시)에서 나오는 유해가스를케니스터(100)에 이송시키기 위한 입력관(105)이 구비되며, 여과된 가스를 다른 가스 스크러버 또는 대기 중으로 방출시키기 위한 출력관(110)이 구비되어 있다. 상기 입력관(105)의 일측 단부와 연결되는 케니스터(100)에는 제1 체류공간(115)이 구비되어 있으며, 상기 출력관(105)의 일측 단부와 연결되는 케니스터(100)에는 제2 체류공간(120)이 구비되어 있다. 상기 제1 체류공간(115) 내에는 원심 흡입팬(125)이 구비되어 있으며, 상기 제2 체류공간(120) 내에는 구심 배기팬(130)이 구비되어 있다. 상기 원심 흡입팬(125) 및 상기 구심 배기팬(130)의 중심에는 회전축(135)이 구비되며, 상기 회전축(135)은 케니스터(100)의 중앙에 위치하는 모터(140)와 연결되어 있다. 상기 제1 체류공간(115) 및 제2 체류공간(120)의 측벽에는 내부에 레진 필터(145)가 구비된 저온 냉각 여과 장치(160)가 구비되어 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 저온 냉각 여과 장치(160)는 제1 체류공간(115)의 측벽에 구비된 제1 여과장치(150) 및 제2 체류공간(120) 측벽에 구비된 제2 여과장치(155)로 구분되고, 그 사이에 가스 이동 통로(165)가 구비되어 있다. 이와는 달리, 가스 이동 통로 부분에도 여과장치가 위치하여 하나의 여과장치가 구비되어 질 수도 있다.Referring to FIG. 2, an input pipe 105 is provided for transferring harmful gas from a pump (not shown in the drawing) to the canister 100, and an output pipe for discharging the filtered gas into another gas scrubber or the atmosphere. 110 is provided. The canister 100 connected to one end of the input tube 105 is provided with a first staying space 115, and the second stay in the canister 100 connected to one end of the output tube 105. The space 120 is provided. A centrifugal suction fan 125 is provided in the first residence space 115, and a centrifugal exhaust fan 130 is provided in the second residence space 120. The center of the centrifugal suction fan 125 and the centrifugal exhaust fan 130 is provided with a rotating shaft 135, the rotating shaft 135 is connected to the motor 140 located in the center of the canister (100). . The sidewalls of the first and second retention spaces 115 and 120 are provided with a low temperature cooling filtration device 160 having a resin filter 145 therein. In the embodiment of the present invention, the low temperature cooling filtration device 160 is the first filtration device 150 provided on the side wall of the first retention space 115 and the second filtration device provided on the side wall of the second retention space 120 155, and a gas flow passage 165 is provided therebetween. Alternatively, a filtration device may be located in the gas flow passage portion to provide a single filtration device.
상기 가스 스크러버의 작용을 살펴보면, 먼저 가스 펌프(도면에는 미도시)에서 나오는 유해가스가 입력관(105)을 통하여 제1 체류공간(115)으로 유입된다. 상기 제1 체류공간(115) 내에서는 모터(140)에 의하여 동작하는 원심 흡입팬(125)이 회전하여 유해가스를 제1 여과장치(150)로 토출시킨다.Looking at the action of the gas scrubber, first, the harmful gas from the gas pump (not shown) is introduced into the first residence space 115 through the input pipe 105. In the first residence space 115, the centrifugal suction fan 125 operated by the motor 140 rotates to discharge the harmful gas to the first filtration device 150.
도 3a를 참조하면, 유해가스가 회전하는 팬의 원심력에 의하여 팬 밖으로 밀려서 상기 제1 여과장치로 토출된다.Referring to Figure 3a, the harmful gas is pushed out of the fan by the centrifugal force of the rotating fan is discharged to the first filtration device.
상기 제1 여과장치로 유입된 유해가스는 이동통로(165) 및 제2 여과장치(155)를 통과하면서 상기 제1 여과장치(150) 및 제2 여과장치(155) 내의 레진 필터(145)에 의하여 여과된다. 제1 여과장치(150) 및 제2 여과장치(155) 내에서는 냉각선(cooling line, 도면에는 미도시)이 구비되어 있어서 뜨거운 가스를 효율적으로 냉각시킬 수 있다. 반도체 공정에서 사용되는 가스는 특성상 고온을 유지하고 있다. 이러한 고온의 가스는 스크러버의 케니스터를 가열하여 결국 가스의 여과 능력을 떨어 뜨리게 된다. 상기 여과장치 내에 차가운 냉각장치를 연결하여 레진 필터를 차겁게 하여 저온에서 응고되는 가스를 더욱 더 효과적으로 여과시킬 수 있다.The harmful gas introduced into the first filtering device passes through the moving passage 165 and the second filtering device 155 to the resin filter 145 in the first filtering device 150 and the second filtering device 155. Is filtered. Cooling lines (not shown) are provided in the first filtration device 150 and the second filtration device 155 to efficiently cool the hot gas. The gas used in the semiconductor process maintains a high temperature in nature. This hot gas heats the canister of the scrubber, which in turn lowers the filtration capacity of the gas. By connecting a cold cooler in the filtration device to cool the resin filter it is possible to more effectively filter the gas solidified at low temperatures.
여과된 가스는 제2 체류공간(120)으로 유입되며 제2 체류공간(120) 내에서는 모터(140)에 의하여 동작하는 구심 배기팬(130)이 회전하면서 출력관(110)을 통하여 가스를 토출시킨다.The filtered gas flows into the second residence space 120, and in the second residence space 120, the centrifugal exhaust fan 130 operated by the motor 140 rotates to discharge the gas through the output pipe 110. .
도 3b를 참조하면, 여과된 가스는 회전하는 팬에 의하여 상기 출력관을 통하여 다른 가스 스크러버 또는 대기중으로 빠져나간다.Referring to FIG. 3B, the filtered gas is drawn out to another gas scrubber or the atmosphere through the output tube by a rotating fan.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
상기와 같이 이루어진 본 발명은, 가스 스크러버에서 원심력과 구심력을 이용하여 출력관과 입력관 사이의 압력차(입력관을 고압, 출력관을 저압)를 증대시켜 가스 펌프의 부하를 줄일 수 있다.The present invention made as described above, by using the centrifugal force and centripetal force in the gas scrubber can increase the pressure difference between the output tube and the input tube (high pressure input tube, low pressure output tube) to reduce the load of the gas pump.
또한, 여과장치 내부 곳곳에 냉각선을 설치하여 뜨거운 유해가스를 효율적으로 냉가과 동시에 여과시킬 수 있다.In addition, by installing a cooling line in various places inside the filtration apparatus, it is possible to efficiently filter the hot harmful gas while cooling.
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