KR102601305B1 - Process gas removing apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스 제거 장치는 공정가스 제거 장치에 있어서, 처리 챔버로부터 배출된 공정가스의 배출 경로 외에 위치하고, 내부에 액화 가스가 저장되는 저장부; 상기 저장부와 결합되고 상기 저장부의 내부를 저온으로 유지하여 상기 액화 가스를 액화 상태로 유지시키는 냉동기; 상기 배출 경로 상에 위치하고, 상기 액화 가스를 공급받아 냉각되어 상기 공정가스를 흡착시키는 흡착부; 및 상기 액화 가스를 상기 저장부 및 상기 흡착부 사이로 순환시키는 순환부를 포함할 수 있다.A process gas removal device according to an embodiment of the present invention includes a storage unit located outside the discharge path of the process gas discharged from the processing chamber and storing liquefied gas therein; A refrigerator coupled to the storage unit and maintaining the interior of the storage unit at a low temperature to maintain the liquefied gas in a liquefied state; An adsorption unit located on the discharge path, receives the liquefied gas, cools it, and adsorbs the process gas; And it may include a circulation part that circulates the liquefied gas between the storage part and the adsorption part.
Description
본 발명은 공정가스 제거 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a process gas removal device.
일반적으로, 반도체 제조 공정에서 웨이퍼 상에 박막을 형성하거나 또는 식각을 위해 사용되는 다양한 종류의 가스는 산화성분, 인화성분 및 유독성분 등을 갖고 있기 때문에 사용을 마친 공정가스를 그대로 대기 중에 방출할 경우 인체에 유해할 뿐만 아니라 환경 오염을 유발시키게 된다In general, various types of gases used to form thin films on wafers or for etching in the semiconductor manufacturing process contain oxidizing, flammable, and toxic components, so when used process gases are discharged into the atmosphere as is, Not only is it harmful to the human body, but it also causes environmental pollution.
이에 따라, 반도체 설비의 배기 라인에는 진공펌프가 설치되어 공정가스를 스크러버로 배출시키고, 스크러버를 통해 공정가스의 산화성분, 인화성분 및 유독성분 등을 제거한 후 대기중으로 배출시키게 된다.Accordingly, a vacuum pump is installed in the exhaust line of the semiconductor facility to discharge the process gas into a scrubber, and oxidizing, flammable, and toxic components of the process gas are removed through the scrubber and then discharged into the atmosphere.
이때, 공정가스는 스크러버로 배출 시에 진공펌프에 흡착되어 진공펌프의 가동율을 저하시키고 진공펌프 내부를 부식시키게 된다.At this time, the process gas is adsorbed to the vacuum pump when discharged through the scrubber, lowering the operation rate of the vacuum pump and corroding the inside of the vacuum pump.
이를 방지하고자, 진공펌프에 대량의 질소가스를 공급하여 공정가스와 함께 스크러버로 배출되어 분해된다.To prevent this, a large amount of nitrogen gas is supplied to the vacuum pump, where it is discharged to the scrubber along with the process gas and decomposed.
이에 따라, 공정가스의 성분을 희석시켜 진공펌프에 흡착되는 것을 저하시키고 내부가 부식되는 것을 방지할 수 있게 된다.Accordingly, it is possible to dilute the components of the process gas to reduce adsorption to the vacuum pump and prevent internal corrosion.
하지만, 이러한 방법은 다량의 질소가스가 스크러버로 배출되어 공정가스뿐만 아니라, 유해하지 않은 질소가스까지 분해가 되므로, 비효율적인 문제점이 있다.However, this method has the problem of being inefficient because a large amount of nitrogen gas is discharged to the scrubber and not only the process gas but also non-harmful nitrogen gas is decomposed.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공정가스 배출 경로 상에 흡착부를 설치함에 따라, 공정가스가 진공펌프에 흡착되어 진공펌프의 효율이 저하되는 것을 방지하는 공정가스 제거 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is intended to solve the above problems, and provides a process gas removal device that prevents the process gas from being adsorbed to the vacuum pump and reducing the efficiency of the vacuum pump by installing an adsorption unit on the process gas discharge path. It has a purpose.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스 제거 장치는 공정가스 제거 장치에 있어서, 처리 챔버로부터 배출된 공정가스의 배출 경로 외에 위치하고, 내부에 액화 가스가 저장되는 저장부; 상기 저장부와 결합되고 상기 저장부의 내부를 저온으로 유지하여 상기 액화 가스를 액화 상태로 유지시키는 냉동기; 상기 배출 경로 상에 위치하고, 상기 액화 가스를 공급받아 냉각되어 상기 공정가스를 흡착시키는 흡착부; 및 상기 액화 가스를 상기 저장부 및 상기 흡착부 사이로 순환시키는 순환부를 포함할 수 있다.A process gas removal device according to an embodiment of the present invention includes a storage unit located outside the discharge path of the process gas discharged from the processing chamber and storing liquefied gas therein; A refrigerator coupled to the storage unit and maintaining the interior of the storage unit at a low temperature to maintain the liquefied gas in a liquefied state; An adsorption unit located on the discharge path, receives the liquefied gas, cools it, and adsorbs the process gas; And it may include a circulation part that circulates the liquefied gas between the storage part and the adsorption part.
상기 액화 가스가 자연 기화된 가스(Boil-off gas)는 상기 냉동기에 의해 재액화될 수 있다.The gas in which the liquefied gas is naturally vaporized (Boil-off gas) can be re-liquefied by the refrigerator.
상기 냉동기는 자연 기화된 가스의 재액화가 필요할 경우에만 가동될 수 있다.The refrigerator can be operated only when reliquefaction of naturally vaporized gas is required.
상기 흡착부는 복수개 구비될 수 있다.A plurality of adsorption units may be provided.
상기 복수의 흡착부마다 별도의 상기 저장부 및 별도의 상기 냉동기를 더 포함하고, 상기 복수의 냉동기 각각의 온도는 상이할 수 있다.It further includes a separate storage unit and a separate refrigerator for each of the plurality of adsorption units, and the temperatures of each of the plurality of refrigerators may be different.
상기 냉동기로부터 공급되는 액화 가스의 온도를 조절하는 온도조절부를 더 포함할 수 있다.It may further include a temperature control unit that controls the temperature of the liquefied gas supplied from the refrigerator.
상기 온도조절부는 상기 복수의 흡착부마다 공급되는 액화 가스의 온도를 다르게 설정할 수 있다.The temperature control unit may set the temperature of the liquefied gas supplied to each of the plurality of adsorption units differently.
상기 흡착부는 상기 처리 챔버와 진공펌프 사이에 위치할 수 있다.The adsorption unit may be located between the processing chamber and the vacuum pump.
상기 흡착부 흡착된 공정가스를 배출하거나 정제 및 회수하기 위해 흡착된 공정가스를 탈착하는 재생 과정이 주기적으로 수행될 수 있다.In order to discharge or purify and recover the process gas adsorbed in the adsorption unit, a regeneration process of desorbing the adsorbed process gas may be performed periodically.
상기 재생 과정 시, 상기 흡착부의 온도를 단계적으로 높여 흡착된 공정가스가 종류별로 순차적으로 스크러버로 배출될 수 있다.During the regeneration process, the temperature of the adsorption unit is gradually increased so that the adsorbed process gas can be discharged to the scrubber sequentially by type.
상기 재생 과정 시, 탈착된 공정가스는 스크러버로 배출될 공정가스와 회수될 공정가스로 분리된 후, 회수될 공정가스는 기설정된 가스분리 정제 방식을 통해 회수될 수 있다.During the regeneration process, the desorbed process gas is separated into the process gas to be discharged to the scrubber and the process gas to be recovered, and then the recovered process gas can be recovered through a preset gas separation and purification method.
본 발명의 다른 실시예에 따른 공정가스 제거 장치는, 공정가스 제거 장치에 있어서, 처리 챔버로부터 배출된 공정가스의 배출 경로 상에 위치하고, 상기 공정가스를 흡착시키는 흡착부; 및 상기 흡착부와 결합되고 상기 흡착부를 냉각시키는 냉동기를 포함하고, 상기 흡착부는 상기 냉동기에 의해 냉각된 상태로 상기 공정가스를 흡착시키는 흡착제를 포함하는 복수의 흡착 부재를 포함할 수 있다.A process gas removal device according to another embodiment of the present invention includes: an adsorption unit located on the discharge path of the process gas discharged from the processing chamber and adsorbing the process gas; and a refrigerator coupled to the adsorption unit and cooling the adsorption unit, and the adsorption unit may include a plurality of adsorption members including an adsorbent that adsorbs the process gas in a state cooled by the refrigerator.
상기 흡착 부재는 상기 흡착부의 내부에 교호적으로 배치될 수 있다.The adsorption members may be alternately disposed inside the adsorption unit.
상기 복수의 흡착부마다 별도의 상기 냉동기를 더 포함하고, 상기 복수의 냉동기 각각의 온도는 상이할 수 있다.It may further include a separate refrigerator for each of the plurality of adsorption units, and the temperatures of each of the plurality of refrigerators may be different.
본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스 제거 장치는, 공정가스 배출 경로 상에 흡착부를 설치함에 따라, 공정가스가 진공펌프에 흡착되어 진공펌프의 효율이 저하되는 것을 방지하고, 진공펌프가 부식되는 것을 방지할 수 있다. The process gas removal device according to an embodiment of the present invention installs an adsorption unit on the process gas discharge path, thereby preventing process gas from being adsorbed to the vacuum pump and reducing the efficiency of the vacuum pump, and preventing corrosion of the vacuum pump. can be prevented.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 공정가스 처리과정에서 본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스 제거 장치가 구비되는 것을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스 제거 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스 제거 장치에서 복수개의 흡착부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공정가스 제거 장치를 나타낸 도면이다
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공정가스 제거 장치에서 복수개의 흡착부를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스 제거 장치와 본 발명의 다른 실시예에 따른 공정가스 제거 장치가 혼용으로 사용되는 것을 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing that a process gas removal device according to an embodiment of the present invention is provided in a process gas processing process.
Figure 2 is a diagram showing a process gas removal device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing a plurality of adsorption units in a process gas removal device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing a process gas removal device according to another embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing a plurality of adsorption units in a process gas removal device according to another embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing that a process gas removal device according to one embodiment of the present invention and a process gas removal device according to another embodiment of the present invention are used interchangeably.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 중간에 다른 부재를 개재하여 연결되어 있는 경우와, 중간에 다른 소자를 사이에 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 나아가, 본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않으며, 반드시 다른 구성요소를 의미하는 것은 아니다. 예로서, '제1 방향'과 '제2 방향'은 동일한 방향을 의미할 수도 있고, 다른 방향을 의미할 수도 있다.Throughout the specification, when a part is said to “include” a certain element, this means that it may further include other elements rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary. In addition, when a part is said to be "connected" to another part throughout the specification, this means not only when it is directly connected, but also when it is connected through another member in the middle, or electrically between other elements in the middle. This also includes cases where they are connected. Furthermore, throughout the specification of the present application, when a member is said to be located “on” another member, this includes not only the case where a member is in contact with another member, but also the case where another member exists between the two members. Additionally, expressions such as “first,” “second,” and the like used in this specification may modify various components regardless of order and/or importance, and may be used to distinguish one component from another component. It is only used and does not limit the corresponding components, and does not necessarily mean other components. For example, 'first direction' and 'second direction' may mean the same direction or different directions.
도 1은 공정가스 처리과정에서 본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스 제거 장치(10)가 구비되는 것을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스 제거 장치(10)를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스 제거 장치(10)에서 복수개의 흡착부(300)를 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing that a process
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스 제거 장치(10)는 저장부(100), 냉동기(200), 흡착부(300) 및 순환부(400)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3, the process
여기서, 저장부(100)는 도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이, 처리 챔버(11)로부터 배출된 공정가스의 배출 경로 외에 위치하고 내부에 액화 가스가 저장될 수 있다. 액화 가스는 예를 들어, 액화 질소(LN2)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고 액화 헬륨, 액화 공기 등일 수 있다.Here, as shown in FIGS. 1 to 3, the
저장부(100)의 외주면에는 외부와의 열교환이 되는 것을 차단하기 위해 단열부재가 형성될 수 있다.An insulating member may be formed on the outer peripheral surface of the
냉동기(200)는 도 2 내지 도 3에 도시되는 바와 같이, 저장부(100)와 결합되고 저장부(100)의 내부를 저온으로 유지하여 액화 가스를 액화상태로 유지시킬 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, the
냉동기(200)를 통해 액화된 액화가스는 시간이 경과함에 따라 자연 기화될 수 있다. 액화 가스가 자연 기화된 가스는 냉동기(200)에 의해 재액화될 수 있다.Liquefied gas liquefied through the
냉동기(200)는 자연 기화된 가스의 재액화가 필요할 경우에만 가동될 수 있다.The
이처럼, 자연 기화된 가스의 재액화가 필요할 경우에만 냉동기(200)가 가동되어 냉동기(200)를 효율적으로 작동시켜 냉동기(200)를 사용하는데 필요한 전력소모를 줄일 수 있다.In this way, the
흡착부(300)는 도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이, 배출 경로 상에 위치하고 액화 가스를 공급받아 냉각되어 공정가스를 흡착시킬 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 3, the
냉동기(200)가 냉각되는 경우에 저장부(100)에 저장된 액화 가스는 일정 온도 이하로 하강하게 되고, 온도가 하강하게 된 액화 가스는 흡착부(300)로 공급된다. 이 때, 액화 가스와 흡착부(300)간의 열교환으로 인하여 흡착부(300)가 냉각하게 되어 공정가스를 용이하게 흡착할 수 있다.When the
한편, 흡착부(300)는 흡착된 공정가스를 배출하거나 정제 및 회수하기 위해 흡착된 공정가스를 탈착하는 재생 과정을 주기적으로 수행할 수 있다. 이를 위해, 흡착부(300)는 히터(미도시)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the
즉, 재생 과정은 흡착부(300)가 기설정된 시간 또는 기설정된 횟수의 공정 동안 동작된 후 수행되며, 재생 과정 시 상술한 액화가스의 순환이 중지되고, 히터를 통해 흡착부(300)의 온도를 높여 흡착된 공정가스가 탈착될 수 있다.That is, the regeneration process is performed after the
일 실시예에 따르면, 탈착된 공정가스를 선택적으로 스크러버로 배출하여 스크러버의 분해율 및 정화율을 높일 수 있다. 예를 들어, 흡착부(300)의 온도를 단계적으로 높여 공정가스를 종류별로 순차적으로 스크러버로 배출하여 스크러버의 효율을 높일 수 있다.According to one embodiment, the desorption rate and purification rate of the scrubber can be increased by selectively discharging the desorbed process gas to the scrubber. For example, the efficiency of the scrubber can be increased by gradually increasing the temperature of the
일 실시예에 따르면, 탈착된 공정가스를 다양한 가스분리 정제 방식을 통해 회수하여 재사용할 수 있다. 예를 들어, 탈착된 공정가스를 스크러버로 배출할 공정가스와 회수될 공정가스로 분리한 후, 회수될 공정가스를 회수하여 재사용할 수 있다.According to one embodiment, the desorbed process gas can be recovered and reused through various gas separation and purification methods. For example, after separating the desorbed process gas into the process gas to be discharged through a scrubber and the process gas to be recovered, the process gas to be recovered can be recovered and reused.
여기서, 정제 방식은 끓는점 차이를 이용하는 증류 방식 또는 기체의 혼합물을 압축 냉각하여 액체 상태의 혼합물로 만들어 증류하는 심랭 분리 방식을 이용하여 탈착된 공정가스가 이용될 수 있다.Here, as a purification method, process gas desorbed using a distillation method using differences in boiling points or a deep cooling separation method in which a mixture of gases is compressed and cooled to form a liquid mixture and then distilled can be used.
순환부(400)는 액화가스를 저장부(100) 및 흡착부(300) 사이로 순환시킬 수 있다.The
순환부(400)는 액화가스가 공급되는 순환라인 및 순환라인 상에 위치하여 액화가스를 저장부(100) 및 흡착부(300)로 순환시키는 모터를 포함할 수 있다.The
흡착부(300)는 도 1에 도시되는 바와 같이, 복수개 구비될 수 있다.As shown in FIG. 1, a plurality of
흡착부(300)가 복수개로 구비됨에 따라, 공정가스가 흡착부(300)를 지나 진공펌프로 전달될 때, 진공펌프에 흡착되어 진공펌프의 가동율을 저하시키고 진공펌프의 내부 부식을 발생시키는 것을 더욱 방지할 수 있다.As the plurality of
한편, 복수개의 흡착부(300)마다 별도의 저장부(100) 및 별도의 냉동기(200)를 더 포함하고, 복수의 냉동기(200) 각각의 온도는 상이할 수 있다.Meanwhile, each of the plurality of
또한, 공정가스 제거 장치(10)는 냉동기(200)로부터 공급되는 액화 가스의 온도를 조절하는 온도조절부(500)를 더 포함할 수 있고, 온도조절부(500)는 복수의 흡착부(300)마다 공급되는 액화 가스의 온도를 다르게 설정할 수 있다.In addition, the process
즉, 본 발명에 따르면 복수의 냉동기(200) 각각의 온도를 다르게 설정하거나 온도조절부(500) 통해 복수의 흡착부(300)마다 공급되는 액화 가스의 온도를 다르게 설정함으로써 복수의 흡착부(300)를 통해 비등점이 다른 다양한 종류의 공정가스를 흡착하는 것이 가능하다.That is, according to the present invention, the temperature of each of the plurality of
예를 들어, 공정가스에 함유된 기체 중 하나인 육불화황(SF6)의 비등점은 -63.7℃, 실레인(SiH4)의 비등점은 -111.9℃, 염소(Cl2)의 비등점은 -63.7℃, 삼불화질소(NF3)의 비등점은 -63.7℃ 이므로, 각 기체의 비등점에 맞추어 흡착부(300)에 공급되는 액화 가스의 온도를 설정할 수 있다.For example, the boiling point of sulfur hexafluoride (SF6), one of the gases contained in the process gas, is -63.7℃, the boiling point of silane (SiH4) is -111.9℃, and the boiling point of chlorine (Cl2) is -63.7℃. Since the boiling point of nitrogen fluoride (NF3) is -63.7°C, the temperature of the liquefied gas supplied to the
다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 공정가스에 함유된 기체인 브로민화 수소(HBr), 염화수소(HCl) 등 공정가스에 함유된 기체의 비등점에 맞추어 흡착부(300)마다 공급되는 액화 가스의 온도를 설정할 수 있다.However, it is not limited to this, and the temperature of the liquefied gas supplied to each
또한, 복수의 흡착부(300)마다 공급되는 액화 가스의 온도를 다르게 설정함에 따라, 흡착부(300)에 적은 종류의 공정가스가 흡착되어 공정가스가 흡착되는 효율을 증가시킬 수 있다.In addition, by setting the temperature of the liquefied gas supplied to each of the plurality of
한편, 흡착부(300)는 처리 챔버(11)와 진공펌프(13) 사이에 위치할 수 있다.Meanwhile, the
흡착부(300)는 처리 챔버(11)와 진공펌프 사이에 위치함에 따라, 공정가스에 함유된 기체 중 진공펌프에 흡착되거나 부식시키는 기체를 사전에 제거할 수 있다.As the
다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 예를 들어 도 1에 도시되는 바와 같이, 흡착부(300)는 진공펌프(13)와 스크러버 사이에 더 형성되거나, 스크러버 후단에 더 형성되어, 공정가스의 배출을 더욱 방지할 수 있다.However, it is not limited to this, and for example, as shown in FIG. 1, the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공정가스 제거 장치를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공정가스 제거 장치가 복수개의 흡착부(300)를 포함하는 것을 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스 제거 장치와 본 발명의 다른 실시예에 따른 공정가스 제거 장치가 혼용으로 사용되는 것을 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a view showing a process gas removal device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view showing a process gas removal device according to another embodiment of the present invention including a plurality of
도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공정가스 제거 장치는 흡착부(300) 및 냉동기(200)를 포함하고, 흡착부(300)는 복수의 흡착 부재(310)를 포함할 수 있다.4 to 5, a process gas removal device according to another embodiment of the present invention includes an
여기서, 흡착부(300)는 처리 챔버(11)로부터 배출된 공정가스의 배출 경로 상에 위치하고 공정가스를 흡착시킬 수 있다.Here, the
흡착부(300)는 냉동기(200)에 의해 냉각된 상태로 공정가스를 흡착시키는 흡착제를 포함하는 복수의 흡착 부재(310)를 포함할 수 있다. 여기서, 흡착제는 기체나 액체가 흡착되는 고체 물질로서, 다공성(porous) 물질인 활성탄, 규조토, 제올라이트, 실리카겔, 녹말, 벤토나이트, 알루미나 등을 포함할 수 있다. 또한, 흡착제는 분자체(molecular sieve) 물질인 3A, 4A, 5A, 13X 분자체, 탄소 분자체 등을 포함할 수 있다.The
흡착제는 보통 온도가 낮아지면 흡착량이 증가하는 특성이 있어, 본 발명에서는 냉동기(200)를 통해 흡착 부재(310)를 냉각함으로써 흡착제의 흡착량을 크게 증가시킬 수 있다.The adsorbent usually has the characteristic of increasing the adsorption amount as the temperature decreases. In the present invention, the adsorption amount of the adsorbent can be greatly increased by cooling the
여기서, 흡착 부재(310)는 공정가스와의 흡착력을 증대시키기 위해 표면의 거칠기를 증가시키거나 다공성으로 형성될 수 있다.Here, the
흡착 부재(310)는 흡착부(300)의 내부에 교호적으로 배치될 수 있다.The
도 4 내지 도 5에 도시되는 바와 같이, 흡착 부재(310)가 흡착부(300)의 내부에 교호적으로 배치됨에 따라, 흡착부(300)의 일방향으로 유입된 공정가스가 흡착부(300)의 외부로 배출되기까지의 시간이 증가하여 흡작 부재에 흡착이 용이하게 이루어질 수 있다.As shown in Figures 4 and 5, as the
흡착부(300) 및 냉동기(200)는 복수개가 구비될 수 있다.A plurality of
여기서, 복수개의 흡착부(300)마다 별도의 냉동기(200)를 더 포함하고, 복수의 냉동기(200) 각각의 온도는 상이하게 설정될 수 있다.Here, a
복수의 냉동기(200) 각각의 온도를 다르게 설정함에 따라, 복수의 흡착부(300)를 통해 비등점이 다른 다양한 종류의 공정가스를 흡착하는 것이 가능하다.By setting the temperatures of each of the plurality of
예를 들어, 공정가스에 함유된 기체 중 하나인 육불화황(SF6)의 비등점은 -63.7℃, 실레인(SiH4)의 비등점은 -111.9℃, 염소(Cl2)의 비등점은 -63.7℃, 삼불화질소(NF3)의 비등점은 -63.7℃ 이므로, 각 기체의 비등점에 맞추어 냉동기(200) 각각의 온도를 설정할 수 있다.For example, the boiling point of sulfur hexafluoride (SF6), one of the gases contained in the process gas, is -63.7℃, the boiling point of silane (SiH4) is -111.9℃, and the boiling point of chlorine (Cl2) is -63.7℃. Since the boiling point of nitrogen fluoride (NF3) is -63.7°C, the temperature of each
다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 공정가스에 함유된 기체인 브로민화 수소(HBr), 염화수소(HCl) 등 공정가스에 함유된 기체의 비등점에 맞추어 흡착부(300)에 결합되는 냉동기(200) 각각의 온도를 설정할 수 있다.However, it is not limited to this, and each
한편, 흡착부(300)는 처리 챔버(11)와 진공펌프(13) 사이에 위치할 수 있다.Meanwhile, the
또한, 도 6에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스 제거 장치의 흡착부(300)와 본 발명의 다른 실시예에 따른 공정가스 제거 장치의 흡착부(300)는 혼용으로 사용될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6, the
이처럼, 흡착부(300)가 처리 챔버(11)와 진공펌프 사이에 위치함에 따라, 공정가스에 함유된 기체 중 진공펌프에 흡착되거나 부식시키는 기체를 사전에 제거할 수 있다.In this way, as the
또한, 공정가스를 희석시키기 위한 질소를 공급할 필요가 없어 스크러버의 효율성 또한 높아질 수 있다.In addition, the efficiency of the scrubber can also be increased because there is no need to supply nitrogen to dilute the process gas.
다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 예를 들어 도 1에 도시되는 바와 같이, 흡착부(300)는 진공펌프(13)와 공정가스의 배출 경로 상에 위치하는 스크러버 사이에 더 형성되거나, 스크러버 후단에 더 형성되어, 공정가스의 배출을 더욱 방지할 수 있다.However, it is not limited to this, and for example, as shown in FIG. 1, the
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스 제거 장치에 의하면, 공정가스 배출 경로 상에 흡착부(300)를 설치함에 따라, 공정가스가 진공펌프에 흡착되어 진공펌프의 효율이 저하되는 것을 방지하고, 진공펌프가 부식되는 것을 방지할 수 있다.As described above, according to the process gas removal device according to an embodiment of the present invention, as the
냉동기(200)는 자연 기화된 가스의 재액화가 필요할 경우에만 가동되어 냉동기(200)를 사용하는데 필요한 전력소모를 줄일 수 있다.The
복수의 흡착부(300)마다 공급되는 액화 가스의 온도를 다르게 설정함에 따라, 흡착부(300)에 적은 종류의 공정가스가 흡착되어 공정가스가 흡착되는 효율을 증가하고, 비등점이 다른 다양한 종류의 공정가스를 흡착하는 것이 가능하다.As the temperature of the liquefied gas supplied to each of the plurality of
이상에서 설명한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present invention described above is for illustrative purposes, and those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. There will be. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as unitary may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.
또한, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the scope of the present invention is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
10 : 공정가스 제거 장치
11 : 처리 챔버
13 : 진공펌프
100 : 저장부
200 : 냉동기
300 : 흡착부
310 : 흡착 부재
400 : 순환부
500 : 온도조절부10: Process gas removal device
11: processing chamber
13: Vacuum pump
100: storage unit
200: Freezer
300: adsorption unit
310: adsorption member
400: circulation unit
500: Temperature control unit
Claims (16)
처리 챔버로부터 배출된 공정가스의 배출 경로 외에 위치하고, 내부에 액화 가스가 저장되는 저장부;
상기 저장부와 결합되고 상기 저장부의 내부를 저온으로 유지하여 상기 액화 가스를 액화 상태로 유지시키는 냉동기;
상기 배출 경로 상에 위치하고, 상기 액화 가스를 공급받아 냉각되어 상기 공정가스를 흡착시키는 흡착부; 및
상기 액화 가스를 상기 저장부 및 상기 흡착부 사이로 순환시키는 순환부
를 포함하고,
상기 흡착부에 흡착된 공정가스를 배출하거나 정제 및 회수하기 위해 흡착된 공정가스를 탈착하는 재생 과정이 주기적으로 수행되고,
상기 재생 과정 시, 상기 흡착부의 온도를 단계적으로 높여 흡착된 공정가스가 종류별로 순차적으로 스크러버로 배출되는 것인, 공정가스 제거 장치.
In the process gas removal device,
A storage unit located outside the discharge path of the process gas discharged from the processing chamber and storing the liquefied gas therein;
A refrigerator coupled to the storage unit and maintaining the interior of the storage unit at a low temperature to maintain the liquefied gas in a liquefied state;
An adsorption unit located on the discharge path, receives the liquefied gas, cools it, and adsorbs the process gas; and
Circulation section that circulates the liquefied gas between the storage section and the adsorption section
Including,
In order to discharge or purify and recover the process gas adsorbed in the adsorption unit, a regeneration process of desorbing the adsorbed process gas is periodically performed,
During the regeneration process, the temperature of the adsorption unit is gradually increased and the adsorbed process gas is discharged to the scrubber sequentially by type.
상기 액화 가스가 자연 기화된 가스(Boil-off gas)는 상기 냉동기에 의해 재액화되는 것인, 공정가스 제거 장치.
According to claim 1,
A process gas removal device in which the gas (Boil-off gas) in which the liquefied gas is naturally vaporized is re-liquefied by the refrigerator.
상기 냉동기는 자연 기화된 가스의 재액화가 필요할 경우에만 가동되는 것인, 공정가스 제거 장치.
According to claim 2,
A process gas removal device in which the refrigerator is operated only when reliquefaction of naturally vaporized gas is required.
상기 흡착부는 복수개 구비되는 것인, 공정가스 제거 장치.
According to claim 1,
A process gas removal device wherein a plurality of adsorption units are provided.
상기 복수의 흡착부마다 별도의 상기 저장부 및 별도의 상기 냉동기를 더 포함하고,
상기 복수의 냉동기 각각의 온도는 상이한 것인, 공정가스 제거 장치.
According to claim 4,
Further comprising a separate storage unit and a separate refrigerator for each of the plurality of adsorption units,
A process gas removal device, wherein each of the plurality of refrigerators has a different temperature.
상기 냉동기로부터 공급되는 액화 가스의 온도를 조절하는 온도조절부를 더 포함하는 것인, 공정가스 제거 장치.
According to claim 4,
A process gas removal device further comprising a temperature control unit that controls the temperature of the liquefied gas supplied from the refrigerator.
상기 온도조절부는 상기 복수의 흡착부마다 공급되는 액화 가스의 온도를 다르게 설정하는 것인, 공정가스 제거 장치.
According to claim 6,
The temperature control unit sets the temperature of the liquefied gas supplied to each of the plurality of adsorption units differently.
상기 흡착부는 상기 처리 챔버와 진공펌프 사이에 위치하는 것인, 공정가스 제거 장치.
According to claim 1,
A process gas removal device wherein the adsorption unit is located between the processing chamber and the vacuum pump.
상기 재생 과정 시, 탈착된 공정가스는 스크러버로 배출될 공정가스와 회수될 공정가스로 분리된 후, 회수될 공정가스는 기설정된 가스분리 정제 방식을 통해 회수되는 것인, 공정가스 제거 장치.
According to claim 1,
During the regeneration process, the desorbed process gas is separated into the process gas to be discharged to the scrubber and the process gas to be recovered, and then the recovered process gas is recovered through a preset gas separation and purification method.
처리 챔버로부터 배출된 공정가스의 배출 경로 상에 위치하고, 상기 공정가스를 흡착시키는 흡착부; 및
상기 흡착부와 결합되고 상기 흡착부를 냉각시키는 냉동기를 포함하고,
상기 흡착부는 상기 냉동기에 의해 냉각된 상태로 상기 공정가스를 흡착시키는 흡착제를 포함하는 복수의 흡착 부재를 포함하고,
상기 흡착부에 흡착된 공정가스를 배출하거나 정제 및 회수하기 위해 흡착된 공정가스를 탈착하는 재생 과정이 주기적으로 수행되고,
상기 재생 과정 시, 상기 흡착부의 온도를 단계적으로 높여 흡착된 공정가스가 종류별로 순차적으로 스크러버로 배출되는 것인, 공정가스 제거 장치.
In the process gas removal device,
An adsorption unit located on the discharge path of the process gas discharged from the processing chamber and adsorbing the process gas; and
A refrigerator coupled to the adsorption unit and cooling the adsorption unit,
The adsorption unit includes a plurality of adsorption members including an adsorbent that adsorbs the process gas in a state cooled by the refrigerator,
In order to discharge or purify and recover the process gas adsorbed in the adsorption unit, a regeneration process of desorbing the adsorbed process gas is periodically performed,
During the regeneration process, the temperature of the adsorption unit is gradually increased and the adsorbed process gas is discharged to the scrubber sequentially by type.
상기 흡착 부재는 상기 흡착부의 내부에 교호적으로 배치되는 것인, 공정가스 제거 장치.
According to claim 12,
The process gas removal device wherein the adsorption members are alternately disposed inside the adsorption unit.
상기 흡착부 및 상기 냉동기는 복수개 구비되는 것인, 공정가스 제거 장치.
According to claim 12,
A process gas removal device wherein a plurality of the adsorption unit and the refrigerator are provided.
상기 복수의 흡착부마다 별도의 상기 냉동기를 더 포함하고,
상기 복수의 냉동기 각각의 온도는 상이한 것인, 공정가스 제거 장치.
According to claim 14,
Further comprising a separate refrigerator for each of the plurality of adsorption units,
A process gas removal device, wherein each of the plurality of refrigerators has a different temperature.
상기 흡착부는 상기 처리 챔버와 진공펌프 사이에 위치하는 것인, 공정가스 제거 장치.
According to claim 12,
A process gas removal device wherein the adsorption unit is located between the processing chamber and the vacuum pump.
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