KR100444885B1 - Cleaning method of particles and moisture contained in the exhaust gas - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 제조 공정 중 CVD(Chemical Vapor Deposition), 디퓨젼(Diffusion) 및 이온 임플랜트(Ion implant) 공정 배가스에 함유되어 있는 금속, 금속산화물 및 수분을 다공성의 기능성 필터를 이용하여 동시에 제거하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 다공성의 기능성 필터는 세라믹 허니컴(Ceramic Honeycomb), 세라믹 폼(Ceramic Foam), 메탈릭 폼(Metallic Foam)과 같은 다공성 형태를 가지며, 수분 흡착 성분을 함유하고 있는 것이 특징이다. 이들 다공성의 기능성 필터를 별도의 전처리 반응기 혹은 가스 흐름 방향에 대하여 흡착제 상층부에 불규칙하게 설치함으로써, 필터와 입자성 물질 및 수분과의 접촉 면적 및 시간을 증가시켜 입자성 물질 및 수분을 효과적으로 제거할 수 있어, 공정의 잦은 셧다운(Shut-down)의 원인으로 작용하는 고형화 물질 형성에 의한 압력손실 및 채널링(Channelling) 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 다공성의 기능성 필터에 의하여 가스의 난류화가 야기되므로 잔류 가스가 흡착제 층에 골고루 분산되어 흡착제의 흡착 성능을 향상시킬 수 있다.The present invention is a method of simultaneously removing the metal, metal oxides and water contained in the exhaust gas of the chemical vapor deposition, diffusion and ion implant process during the semiconductor manufacturing process using a porous functional filter It is about. The porous functional filter of the present invention has a porous form such as ceramic honeycomb, ceramic foam, and metallic foam, and is characterized by containing moisture adsorption components. By irregularly installing these porous functional filters in a separate pretreatment reactor or in the upper part of the adsorbent with respect to the gas flow direction, it is possible to effectively remove particulate matter and moisture by increasing the contact area and time between the filter and particulate matter and moisture. Therefore, it is possible to effectively prevent the pressure loss and the channeling phenomenon due to the formation of a solidification material that acts as a cause of frequent shutdown of the process. In addition, since the turbulence of the gas is caused by the porous functional filter, the residual gas may be evenly dispersed in the adsorbent layer to improve the adsorption performance of the adsorbent.

Description

배가스에 함유된 입자상 물질 및 수분의 제거방법{Cleaning method of particles and moisture contained in the exhaust gas}Cleaning method of particles and moisture contained in the exhaust gas}

본 발명은 다공성의 기능성 필터를 이용하여 반도체 배가스에 함유되어 있는 입자성 물질 및 수분을 제거하는 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 반도체 제조공정 중 CVD(Chemical Vapor Deposition), 디퓨젼(Diffusion) 및 이온 임플랜트(Ion Implant) 공정에서 발생하는 배가스에 함유되어 있는 금속 및 금속산화물과 수분을 다공성의 기능성 필터를 이용하여 동시에 효과적으로 제거하는 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for removing particulate matter and water contained in semiconductor exhaust gas using a porous functional filter. Specifically, the chemical vapor deposition (DCVD), diffusion, and ions in a semiconductor manufacturing process. The present invention relates to an apparatus for effectively and effectively removing metals, metal oxides, and water contained in exhaust gases generated in an implant process using a porous functional filter.

반도체 제조 공정에서는 웨이퍼 (Wafer)의 표면처리를 위하여 인체에 유독하고 부식성이 강한 가스, 예를 들면 Cl2, BCl3, HF, F2, BF3, GeF4, SiH4, Si2H6, SiH2Cl2, NH3, PH3, AsH3등을 사용하고 있는데, 이들 유독 가스는 공정중에 일부 소비되고 나머지 미반응 유독성 가스는 그대로 외부로 배출된다. 이들 미반응 유독성 가스는 처리되지 않고 대기중에 방출되면 인체 및 생태계에 심각한 영향을 미치게 된다.In the semiconductor manufacturing process, gases that are toxic and corrosive to the human body, such as Cl 2 , BCl 3 , HF, F 2 , BF 3 , GeF 4 , SiH 4 , Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , NH 3 , PH 3 , AsH 3, etc. are used. Some of these toxic gases are consumed in the process and the remaining unreacted toxic gases are discharged to the outside. These unreacted toxic gases, if untreated and released into the atmosphere, have serious effects on humans and ecosystems.

종래에는 반도체 제조 공정에서 발생하는 유독성 배가스 처리방법으로 연소식 공정과 습식 공정을 많이 사용하였다. 연소식 공정은 배출되는 유독성 배가스를 800℃ 이상의 고온에서 연소하여 제거하는 방법으로써, 제거효율이 낮고 연간 운전비가 많이 드는 단점을 가지고 있다. 그리고 습식 공정은 배출되는 유독성 배가스에 물을 분사하여 제거하는 방법으로써 제거효율이 낮고 2차 수질오염 물질인 폐수가 발생하여 이의 처리를 위하여 폐수처리장이 별도로 필요하기 때문에 연간 운전비가 많은 든다는 단점이 있다.Conventionally, a combustion process and a wet process are frequently used as toxic exhaust gas treatment methods generated in a semiconductor manufacturing process. The combustion process is a method of burning and removing toxic exhaust gas discharged at a high temperature of 800 ° C. or higher, and has a disadvantage of low removal efficiency and high annual operating cost. In addition, the wet process is a method of spraying and removing water on the toxic exhaust gas discharged, which has a low removal efficiency and wastewater, which is a secondary water pollutant, is generated and requires a separate wastewater treatment plant for its treatment. .

따라서 최근에는 기존의 방법들에 비하여 경제적이고 2차 오염물질의 발생 억제 측면에서 환경 친화적이며 유독성 배가스의 제거 효율이 높은 드라이 스크러바(Dry Scrubber)를 이용한 흡착식 제거방법이 널리 사용되고 있다.Therefore, recently, the adsorptive removal method using a dry scrubber, which is economical compared to the existing methods and in terms of suppression of secondary pollutants, is environmentally friendly and has high efficiency of removing toxic exhaust gases.

반도체 제조 공정 중 CVD, 디퓨젼 및 이온 임플랜트 공정에서 배출되는 배가스에는 유독성 가스 이외에 붕소, 규소, 비소, 인과 같은 입자상의 금속 및 B2O3, SiO2, As2O3, As2O5, P2O3, P2O5와 같은 이들의 금속산화물, 그리고 수분이 함유되어 있다. 상기의 입자상 금속 및/또는 이들의 금속산화물은 흡착제에 침적되어 흡착제 사이의 공극을 막을 뿐만 아니라, 수분에 의하여 흡착제의 상층부에서 흡착제와 입자상 물질, 입자상 물질과 입자상 물질이 서로 응집되어 딱딱한 덩어리 형태의 고형화 물질을 형성하게 된다. 또한, 입자성 물질 및 수분에 의하여 형성된 상기의 고형화 물질은 압력손실을 일으킬 뿐만 아니라, 배가스의 흐름을 방해하여 가스가 한쪽 방향으로 쏠리게 하는 채널링(Channeling) 현상을 일으켜 흡착제의 흡착 기능을 저하시키게 된다. 이와 같이 고형화 물질에 의한 압력손실 및 채널링 현상은 공정의 잦은 셧다운(Shut-down)의 주요 원인으로 작용하여 연속 운전에 많은 지장을 초래하게 된다.Exhaust gases emitted from CVD, diffusion, and ion implant processes during the semiconductor manufacturing process include particulate metals such as boron, silicon, arsenic, phosphorus, and B 2 O 3 , SiO 2 , As 2 O 3 , As 2 O 5 , These metal oxides such as P 2 O 3 , P 2 O 5 , and water are contained. The particulate metal and / or metal oxide thereof is deposited on the adsorbent to prevent voids between the adsorbents, and the adsorbent and the particulate matter, the particulate matter and the particulate matter are aggregated with each other in the upper portion of the adsorbent by moisture to form a hard lump. It will form a solidifying material. In addition, the solidified material formed by the particulate matter and moisture not only causes a pressure loss, but also causes a channeling phenomenon in which the gas is concentrated in one direction by interfering with the flow of the exhaust gas, thereby lowering the adsorption function of the adsorbent. . As such, the pressure loss and the channeling phenomenon caused by the solidifying material act as a major cause of frequent shut-down of the process, which causes a lot of trouble in continuous operation.

최근에는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 흡착제보다 입자의 크기가 큰 세라믹 볼 형태의 필터를 흡착제 전단에 설치하여 입자상의 금속 및 금속산화물을 제거하고 있으나, 입자상 물질 및 수분에 의하여 생성된 고형상 물질에 의한 압력손실 및 채널링 현상에 대한 개선효과는 그다지 크지 않은 실정이다. 즉, 이 경우에도 세라믹 볼과 볼 사이의 공극에 입자상 물질이 쉽게 축적되고 수분에 의하여 세라믹 볼과 입자상 물질 및 입자상 물질과 입자상 물질이 서로 엉켜 고형화가 진행되어 압력손실 및 채널링 현상을 일으키게 된다. 한편, 상기의 문제점을 개선하기 위하여 입자의 크기가 큰 세라믹 볼 형태의 필터를 사용할 경우에는 바이패스 효과(By-pass Effect)에 의하여 입자상 물질이 세라믹 볼과 볼 사이의 공극을 쉽게 통과하여 흡착제 층에 축적되고 수분에 의하여 세라믹 볼과 입자상 물질, 흡착제와 입자상 물질 및 입자상 물질과 입자상 물질이 서로 응집되어 고형화가 진행되어 압력손실 및 채널링 현상을 일으키게 된다.Recently, in order to improve this problem, a ceramic ball-type filter having a larger particle size than an adsorbent is installed at the front of the adsorbent to remove particulate metals and metal oxides, but due to particulate matter and solid materials generated by moisture. The improvement effect on pressure loss and channeling phenomenon is not so large. That is, even in this case, the particulate matter easily accumulates in the voids between the ceramic balls and the balls, and the ceramic balls, the particulate matter, and the particulate matter and the particulate matter are entangled with each other to cause solidification, thereby causing pressure loss and channeling. On the other hand, in order to improve the above problems, when using a ceramic ball-type filter having a large particle size, the particulate material easily passes through the pores between the ceramic ball and the ball due to the bypass effect (by-pass effect), thereby adsorbent layer. The ceramic balls and the particulate matter, the adsorbent and the particulate matter, and the particulate matter and the particulate matter accumulate with each other and are solidified to cause pressure loss and channeling.

한편, 일본 특허공개공보 평1-317520호 및 미국특허 제6,099,808호에서는 섬유상 필터를 이용하여 배가스에 포함된 입자상 물질을 제거하는 전처리 장치에 대한 기술을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 방법들은 배가스에 포함된 입자상 물질을 제거하는 측면에서는 효과적이라고 할 수 있으나, 제거된 입자상 물질이 섬유상 필터의 공극을 선택적으로 막아 배가스의 흐름에 영향을 주므로 짧은 시간내에 압력손실을 일으키게 되어 공정의 잦은 셧다운의 원인으로 작용하게 된다. 특히 미국특허 제6,099,808호에서는 수분에 의한 섬유상 필터 층에서의 입자상 물질간의 응집에 의한 고형화를 방지하기 위하여 섬유상 필터 층 전단에 수분 제거층(Mist Eliminator)을 설치하고 있으나 수분에 의한 필터 층의 막힘 현상을 효과적으로 개선하지 못하고 있다. 따라서, 반도체 제조업체에서는 배가스에 함유되어 있는 입자상 물질과 수분을 동시에 제거하여 고형화 물질에 의한 압력손실 및 채널링 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 다공성의 기능성 필터에 대한 요구가 높아지고 있다.On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 1-317520 and U.S. Patent No. 6,099,808 disclose a technique for a pretreatment apparatus for removing particulate matter contained in exhaust gas using a fibrous filter. However, these methods are effective in removing particulate matter contained in the exhaust gas, but the removed particulate matter selectively blocks the pores of the fibrous filter and affects the flow of the exhaust gas, causing a pressure loss in a short time. This will cause frequent shutdowns of the process. In particular, US Pat. No. 6,099,808 provides a water elimination layer (Mist Eliminator) in front of the fibrous filter layer to prevent solidification due to aggregation of particulate matter in the fibrous filter layer by water, but clogging phenomenon of the filter layer by water. Has not effectively improved. Accordingly, the demand for a porous functional filter that can effectively prevent the pressure loss and channeling phenomenon caused by the solidified material by simultaneously removing the particulate matter and moisture contained in the exhaust gas.

이에 본 발명자들은 상술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 지속적인연구를 한 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Accordingly, the present inventors have completed the present invention after continuous research to solve the problems of the prior art described above.

본 발명의 목적은 반도체 제조 공정에서 발생하는 배가스에 함유되어 있는 입자상 물질과 수분을 다공성의 기능성 필터를 이용하여 동시에 제거함으로써 고형화 물질에 의한 압력손실 및 채널링 현상을 최소화시킬 수 있는 배가스 처리장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a flue gas treatment apparatus capable of minimizing pressure loss and channeling caused by a solidified material by simultaneously removing particulate matter and moisture contained in flue gas generated in a semiconductor manufacturing process using a porous functional filter. It is.

또한 본 발명의 배가스 처리장치를 사용하여 배가스에 함유되어 있는 입자상 물질과 수분을 다공성의 기능성 필터를 이용하여 동시에 제거하는 배가스 처리방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a flue gas treatment method for simultaneously removing particulate matter and water contained in flue gas using a porous functional filter using the flue gas treatment device of the present invention.

도1은 반도체 제조 공정에서 배출되는 배가스에 함유된 입자상 물질 및 수분 제거 장치를 나타낸다.1 shows an apparatus for removing particulate matter and water contained in exhaust gas discharged from a semiconductor manufacturing process.

도2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배가스에 함유된 입자상 물질 및 수분 제거 장치를 나타낸다.Figure 2 shows a particulate matter and water removal apparatus contained in the exhaust gas according to another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1. 유입구 2. 다공성의 기능성 필터1. Inlet 2. Porous functional filter

3. 전처리 반응기 4. 배관3. Pretreatment reactor 4. Tubing

5. 흡착제 6. 드라이 스크러바5. Adsorbent 6. Dry Scrubber

7. 배출구7. Outlet

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 배가스 처리장치는 배가스가 유입되는 유입구(1);In order to achieve the above object, the exhaust gas treatment apparatus of the present invention includes an inlet (1) through which the exhaust gas is introduced;

상기 유입구(1)로 연결설치되고 다공성의 기능성 필터(2)가 충진된 전처리 반응기(3);A pretreatment reactor (3) connected to the inlet (1) and filled with a porous functional filter (2);

상기 전처리 반응기(3)와 배관(4)으로 연결설치되고 유독성 배가스 정화용 흡착제(5)가 충진된 드라이 스크러바(6);A dry scrubber 6 connected to the pretreatment reactor 3 and a pipe 4 and filled with an adsorbent 5 for toxic exhaust gas purification;

및 처리된 가스를 배출시키는 배출구(7)로 구성된다(도1 참조).And an outlet 7 for discharging the treated gas (see FIG. 1).

본 발명의 또 다른 실시태양으로서의 배가스 처리장치는 배가스가 유입되는 유입구(1);Exhaust gas treatment apparatus as another embodiment of the present invention comprises an inlet (1) through which the exhaust gas flows;

상기 유입구(1)로 연결설치되고 상층부에는 다공성의 기능성 필터(2)가 충진되고 하층부에는 흡착제(5)가 충진된 드라이 스크러바(6);A dry scrubber 6 connected to the inlet 1 and filled with a porous functional filter 2 in an upper layer and an adsorbent 5 in a lower layer;

및 처리된 가스를 배출시키는 배출구(7)로 구성된다(도2 참조).And an outlet 7 for discharging the treated gas (see FIG. 2).

상기 다공성의 기능성 필터는 세라믹 허니컴(Ceramic Honeycomb), 세라믹 폼(Ceramic Foam), 메탈릭 폼(Metallic Foam) 등을 사용할 수 있으며 이를 별도의 전처리 반응기 혹은 가스 흐름 방향에 대하여 흡착제 상층부에 불규칙하게 충진함으로써 배가스에 함유된 입자상 물질 및 수분과 기능성 필터와의 접촉면적 및 접촉시간을 증가시켜 입자상 물질 및 수분을 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 가스흐름의 난류화가 야기되어 잔류 가스가 흡착제 층에 균일하게 분산됨으로써 흡착제의 흡착기능을 향상시킬 수 있다.The porous functional filter may be a ceramic honeycomb, a ceramic foam, a metallic foam, and the like, and the exhaust gas may be randomly filled in the upper part of the adsorbent in a separate pretreatment reactor or a gas flow direction. By increasing the contact area and the contact time between the particulate matter and moisture contained in the functional filter and the contact time, the particulate matter and moisture can be effectively removed, and the turbulence of the gas flow is caused so that the residual gas is uniformly dispersed in the adsorbent layer. The adsorption function of the adsorbent can be improved.

또한, 상기 다공성의 기능성 필터에 수분을 흡착할 수 있는 물질을 하나 이상, 예를 들면 제올라이트, 점토, 실리카겔, 알루미나, 실리카-알루미나, 수산화마그네슘, 마그네시아, 수산화칼슘, 산화칼슘 또는 활성탄 중에서 하나 이상을 함침 또는 워시코팅(Washcoating)하거나 수분을 흡착할 수 있는 물질을 하나 이상 혼합하여 하니컴 형태로 압출 성형하여 입자상 물질과 수분을 동시에 제거함으로써 압력손실과 채널링 현상의 원인으로 작용하는 고형화 물질의 생성을 효과적으로 방지하여 공정의 연속 운전성을 향상시킬 수 있다.In addition, the porous functional filter may be impregnated with at least one material capable of adsorbing moisture, for example, at least one of zeolite, clay, silica gel, alumina, silica-alumina, magnesium hydroxide, magnesia, calcium hydroxide, calcium oxide, or activated carbon. Alternatively, one or more washcoating or moisture-adsorbing materials may be mixed and extruded in a honeycomb form to remove particulate matter and moisture at the same time, effectively preventing the formation of solidifying materials that cause pressure loss and channeling. This can improve the continuous operation of the process.

이하 상술한 구성 및 설명에 의거 본 발명의 일 실시예에 따른 작용을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an operation according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

반도체 제조 공정 중 CVD, 디퓨젼 및 이온 임플랜트 공정에서 배출되는 금속입자, 이들의 금속산화물 및 수분을 함유한 유독성 배가스는 유입구(1)를 통하여다공성의 기능성 필터(2)가 불규칙하게 충진되어 있는 전처리 반응기(3)를 통과하게 된다. 이때, 유독성 배가스에 함유된 금속입자, 이들의 금속산화물 및 수분은 다공성의 기능성 필터(2)를 통과하면서 물리적 및 화학적 흡착을 통하여 제거되고, 금속, 이들의 금속산화물 및 수분이 결합하여 형성된 미량의 입자크기가 큰 물질은 중력에 의하여 전처리 반응기(3) 하단부로 하강한다. 한편, 전처리 반응기(3)에서 처리된 배가스는 배관(4)을 통하여 유독성 배가스 제거용 흡착제(5)가 충진된 드라이 스크러버(6)를 통과하면서 완전히 제거되고 정화된 배가스는 배출구(7)를 통하여 대기 중으로 배출된다.Toxic exhaust gases containing metal particles, their metal oxides, and water, which are discharged from CVD, diffusion, and ion implant processes during the semiconductor manufacturing process, are pretreated with irregularly filled porous functional filters (2) through inlets (1). Pass through the reactor (3). At this time, the metal particles, their metal oxides and moisture contained in the toxic exhaust gas are removed through physical and chemical adsorption while passing through the porous functional filter (2), and a trace amount of metal, their metal oxides and water formed by bonding Material having a large particle size is lowered to the lower end of the pretreatment reactor 3 by gravity. On the other hand, the exhaust gas treated in the pretreatment reactor 3 passes through a dry scrubber 6 filled with an adsorbent 5 for removing toxic exhaust gas through a pipe 4, and the exhaust gas completely removed and purified is discharged through the outlet 7. Emissions to the atmosphere.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 다공성의 기능성 필터를 이용하면 CVD, 디퓨젼 및 이온 임플랜트 공정에서 발생하는 배가스에 함유되어 있는 입자상의 금속, 금속산화물 및 수분을 동시에 제거할 수 있어 잦은 공정 셧다운의 주 원인으로 작용하는 고형화 물질의 형성에 의한 압력손실 및 채널링 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 다공성의 기능성 필터를 불규칙하게 흡착제의 상층부에 설치함으로써 배가스에 함유된 입자상 물질 및 수분과 기능성 필터와의 접촉면적 및 시간을 증가시켜 입자상 물질 및 수분을 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 가스 흐름의 난류화가 야기되어 잔류 가스가 흡착제 층에 골고루 분산됨으로써 흡착제의 흡착 기능을 향상시킬 수 있다.As described above, the porous functional filter of the present invention can simultaneously remove particulate metals, metal oxides, and moisture contained in the exhaust gas generated in the CVD, diffusion, and ion implant processes, thereby frequently shutting down the process. It is possible to effectively prevent the pressure loss and the channeling phenomenon caused by the formation of a solidifying material that acts as the main cause of the. In addition, by irregularly installing the porous functional filter of the present invention on the upper layer of the adsorbent, it is possible to effectively remove the particulate matter and moisture by increasing the contact area and time of the particulate matter and moisture contained in the exhaust gas and the functional filter. In addition, turbulence of the gas stream may be caused to cause the residual gas to be evenly dispersed in the adsorbent layer, thereby improving the adsorption function of the adsorbent.

본 발명과 종래기술의 효과를 비교하기 위해 다음과 같이 비교실험을 하였다.In order to compare the effects of the present invention and the prior art was made a comparative experiment as follows.

<비교예>Comparative Example

제올라이트 NaX (Zeolite NaX, 애경소재) 560g과 벤토나이트(Bentonite, 덕산약품공업) 320g, 증류수 920g을 혼합기에 넣어 반죽한 다음, 진공 압출 성형기를 이용하여 제올라이트 함유 세라믹 하니컴 (가로 5mm, 세로 5mm, 길이 7mm; 300cpsi)을 제조한 후, 이를 실온에서 건조 및 600℃에서 4시간 동안 소성시켰다. 제조된 제올라이트 함유 세라믹 하니컴 1.8L 를 전처리 반응기에 불규칙하게 충진한 후, 전처리 반응기 출구를 유독성 배가스 제거용 흡착제가 충진된 드라이 스크러버 입구에 연결하였다. 그리고 이온 임플랜트 공정에서 배출되는 금속, 금속산화물 및 수분이 함유된 유독성 배가스를 흘려보내면서 이들에 의한 압력손실을 측정하였다. 그 다음 입구압력과 출구압력의 차이가 +50mmH2O 이상이 5초간 유지되면 비상 램프가 점등하면서 부자가 울리게 되는 배가스 입구 압력 이상 감지용 인터록 (Interlock)을 설치한 다음, 배가스를 드라이 스크러바에 유입시켜 압력 이상 경보 발생시까지의 소요 시간을 측정하였다.560 g of zeolite NaX (Aekyung Materials), 320 g of Bentonite (Duksan Pharmaceutical Co., Ltd.), and 920 g of distilled water were kneaded into a mixer and then kneaded using a vacuum extrusion machine (5 mm wide, 5 mm long, 7 mm long) 300 cpsi), which was dried at room temperature and calcined at 600 ° C. for 4 hours. 1.8L of the prepared zeolite-containing ceramic honeycomb was irregularly filled in the pretreatment reactor, and then the outlet of the pretreatment reactor was connected to the dry scrubber inlet filled with the adsorbent for removing toxic exhaust gas. And the pressure loss caused by the toxic flue gas containing the metal, metal oxide and water discharged from the ion implant process was measured. Then, if the difference between the inlet pressure and the outlet pressure is maintained for more than +50 mmH 2 O for 5 seconds, install an interlock for detecting the inlet pressure abnormality of the exhaust gas, which causes the emergency lamp to turn on and makes a rich sound. The time required until the inflow of the pressure abnormality alarm was measured.

또한 본 발명과 종래기술의 효과를 비교하기 위해 세라믹 볼(입자크기 : 5내지 8mm, Procatalyse)을 전처리 반응기에 설치한 후 상술한 바와 동일한 방법으로 실험을 하였다. 동 실험결과를 표1에 나타내었는 바, 본 발명의 다공성의 기능성 필터를 사용한 경우 공극률은 2배 이상 커졌고 필터 체적당 표면적은 3.6배 이상 커졌으며, 인터록 경보 발생시 까지의 소요시간은 2.7배 지연되었다.In addition, the ceramic ball (particle size: 5 to 8mm, Procatalyse) was installed in the pretreatment reactor in order to compare the effects of the present invention and the prior art, and the experiment was performed in the same manner as described above. The experimental results are shown in Table 1, and the porosity of the porous functional filter of the present invention was increased by more than 2 times, the surface area per filter volume was increased by 3.6 times, and the time required to generate an interlock alarm was delayed by 2.7 times. .

[표 1]TABLE 1

공극률Porosity 필터 체적당 표면적Surface area per filter volume 인터록 경보 발생시 까지의 소요시간(day)Time required until interlock alarm occurs (day) 본 발명의 다공성의 기능성 필터를 사용한 경우In the case of using the porous functional filter of the present invention 70%70% 3.8mm2/mm3 3.8mm 2 / mm 3 184일184 days 세라믹 볼 필터를사용한 경우When using a ceramic ball filter 34%34% 0.86mm2/mm3 0.86mm 2 / mm 3 69일69 days

이때 공극률 및 필터 체적당 표면적은 각각 수학식 1 및 수학식 2로 계산하였다.In this case, the porosity and the surface area per filter volume were calculated by Equations 1 and 2, respectively.

공극율(%) = (공극 부피/필터 부피) x 100%Porosity (%) = (pore volume / filter volume) x 100%

필터 체적당 표면적 = 필터의 표면적/필터의 부피Surface area per filter volume = surface area of filter / volume of filter

본 발명은 상술한 바와 같이 반도체 제조 공정에서 발생하는 배가스에 함유되어 있는 입자상 물질과 수분을 다공성의 기능성 필터를 사용하여 동시에 제거함으로써 고형화 물질에 의한 압력손실 및 채널링 현상을 최소화시킬 수 있는 배가스 처리장치에 관한 유용한 발명이다.The present invention is to remove the particulate matter and water contained in the exhaust gas generated in the semiconductor manufacturing process as described above by using a porous functional filter at the same time to minimize the pressure loss and channeling phenomenon caused by the solidified material, the exhaust gas treatment apparatus It is a useful invention regarding.

Claims (12)

배가스가 유입되는 유입구(1);An inlet port 1 through which exhaust gas is introduced; 상기 유입구(1)로 연결설치되고 다공성의 기능성 필터(2)가 충진된 전처리 반응기(3);A pretreatment reactor (3) connected to the inlet (1) and filled with a porous functional filter (2); 상기 전처리 반응기(3)와 배관(4)으로 연결설치되고 유독성 배가스 정화용 흡착제(5)가 충진된 드라이 스크러바(6);A dry scrubber 6 connected to the pretreatment reactor 3 and a pipe 4 and filled with an adsorbent 5 for toxic exhaust gas purification; 및 처리된 가스를 배출시키는 배출구(7)로 구성된 것을 특징으로 하는 배가스 처리장치.And an outlet (7) for discharging the treated gas. 제 1항에 있어서, 전처리 반응기(3)를 제거하고 드라이 스크러버(6)의 상층부에는 다공성의 기능성 필터(2)를 충진하고 하층부에는 흡착제(5)를 충진한 것을 특징으로 하는 장치.2. The device according to claim 1, wherein the pretreatment reactor (3) is removed and the upper layer of the dry scrubber (6) is filled with a porous functional filter (2) and the lower layer is filled with an adsorbent (5). 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 다공성의 기능성 필터가 세라믹 허니컴, 세라믹 폼, 메탈릭 폼 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 장치.The device of claim 1 or 2, wherein the porous functional filter is selected from ceramic honeycomb, ceramic foam, and metallic foam. 제 3항에 있어서, 세라믹 하니컴, 세라믹 폼, 메탈릭 폼이 부분 절단 또는 파쇄 형태를 가진 것을 특징으로 하는 장치.4. The apparatus of claim 3, wherein the ceramic honeycomb, ceramic foam, and metallic foam have a partially cut or crushed form. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 다공성의 기능성 필터가 수분 흡착 물질을 함유하는 것을 특징으로 하는 장치.The device according to claim 1 or 2, wherein the porous functional filter contains a moisture absorbent material. 제 5항에 있어서, 수분 흡착 물질을 다공성의 기능성 필터와 기계적으로 혼합하여 하니컴의 형태로 압출 성형하여 제조한 것을 특징으로 하는 장치.6. The device of claim 5, wherein the moisture absorbent material is mechanically mixed with a porous functional filter and manufactured by extrusion molding in the form of a honeycomb. 제 5항에 있어서, 상기 수분 흡착 물질이 제올라이트, 점토, 실리카겔, 알루미나, 실리카-알루미나, 수산화마그네슘, 마그네시아, 수산화칼슘, 산화칼슘 또는 활성탄 중에서 하나 이상을 선택된 것을 특징으로 하는 장치.6. The device of claim 5, wherein said moisture adsorbent material is selected from at least one of zeolite, clay, silica gel, alumina, silica-alumina, magnesium hydroxide, magnesia, calcium hydroxide, calcium oxide or activated carbon. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 다공성의 기능성 필터가 하나 이상의 수분 흡착 물질을 세라믹 허니컴, 세라믹 폼, 메탈릭 폼에 함침 또는 워시코팅 (Washcoating)하여 제조한 것을 특징으로 하는 장치.The device of claim 1 or 2, wherein the porous functional filter is made by impregnating or washcoating one or more moisture adsorbent materials into a ceramic honeycomb, ceramic foam, or metallic foam. 제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 배가스 처리장치를 사용하여 반도체 제조공정에서 배출되는 배가스에 함유되어 있는 입자상 금속, 이들의 산화물 및 수분과 기능성 필터간의 접촉 제거 면적 및 시간을 증진시키고 입자상 물질과 수분을 효과적으로 제거하고 배가스의 흐름을 난류화시켜 배가스가 흡착제 층에 균일하게 흘러가도록 유도하는 것을 특징으로 하는 배가스 처리 방법.The apparatus for treating exhaust gas according to any one of claims 1 to 8 is used to enhance the contact removal area and time between particulate metals, their oxides, and moisture and functional filters contained in the exhaust gas discharged from the semiconductor manufacturing process. A method for treating flue gas, characterized in that it effectively removes particulate matter and moisture and turbulences the flow of flue gas to induce flue gas to flow uniformly into the adsorbent bed. 제 9항에 있어서, 입자상의 금속 및 이들의 산화물이 수분과 결합하여 형성된 미량의 입자 크기가 큰 물질은 중력에 의하여 전처리 반응기(3) 하단부로 하강하여 침적되는 것을 특징으로 하는 방법.10. The method according to claim 9, characterized in that the trace particles having a large particle size formed by combining the particulate metals and their oxides with water are deposited by gravity to be lowered to the lower end of the pretreatment reactor (3). 제 9항에 있어서, 반도체 제조공정이 CVD, 디퓨젼 또는 이온 임플랜트 공정인 것을 특징으로 하는 방법.10. The method of claim 9, wherein the semiconductor manufacturing process is a CVD, diffusion or ion implant process. 제 9항에 있어서, 입자상의 금속 및 이들의 산화물이 각각 붕소, 규소, 비소, 인과 B2O3, SiO2, As2O3, As2O5, P2O3, P2O5인 것을 특징으로 하는 방법.10. The method of claim 9, wherein the particulate metals and their oxides are boron, silicon, arsenic, phosphorus and B 2 O 3 , SiO 2 , As 2 O 3 , As 2 O 5 , P 2 O 3 , P 2 O 5 Characterized in that the method.
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