KR20240028195A - Adsorption filter for removing heterogeneous gases, fume processing device comprising the same, and method for removing heterogeneous gases using the same - Google Patents

Adsorption filter for removing heterogeneous gases, fume processing device comprising the same, and method for removing heterogeneous gases using the same Download PDF

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Abstract

본원발명은 반도체 등의 전자 부품 제조 공정에서 발생하는 불산 및 프레온을 포함하는 이종 가스를 제거하기 위한 흡착필터, 이를 포함하는 흄 처리장치, 및 이를 이용한 이종 가스 제거방법에 관한 것이다. 본원발명에 따른 흡착필터는 2종류의 필터를 사용하여 불산 및 프레온을 포함하는 이종 가스를 제거한다.The present invention relates to an adsorption filter for removing heterogeneous gases, including hydrofluoric acid and freon, generated in the manufacturing process of electronic components such as semiconductors, a fume treatment device including the same, and a method for removing heterogeneous gases using the same. The adsorption filter according to the present invention uses two types of filters to remove heterogeneous gases including hydrofluoric acid and freon.

Description

이종 가스 제거를 위한 흡착필터, 이를 포함하는 흄 처리장치, 및 이를 이용한 이종 가스 제거방법{Adsorption filter for removing heterogeneous gases, fume processing device comprising the same, and method for removing heterogeneous gases using the same}Adsorption filter for removing heterogeneous gases, fume processing device comprising the same, and method for removing heterogeneous gases {Adsorption filter for removing heterogeneous gases, fume processing device comprising the same, and method for removing heterogeneous gases using the same}

본원발명은 이종 가스 제거를 위한 흡착필터, 이를 포함하는 흄 처리장치, 및 이를 이용한 이종 가스 제거방법에 관한 것이다. 구체적으로 반도체 등의 전자 부품 제조 공정에서 발생하는 불산 및 프레온을 포함하는 이종 가스를 제거하기 위한 흡착필터, 이를 포함하는 흄 처리장치, 및 이를 이용한 이종 가스 제거방법에 관한 것이다.The present invention relates to an adsorption filter for removing heterogeneous gases, a fume treatment device including the same, and a method for removing heterogeneous gases using the same. Specifically, it relates to an adsorption filter for removing heterogeneous gases, including hydrofluoric acid and freon, generated in the manufacturing process of electronic components such as semiconductors, a fume treatment device including the same, and a method for removing heterogeneous gases using the same.

반도체, 디스플레이 등의 전자 부품 제조 공정에는 다양한 종류의 냉매가 사용되며, 통상 프레온(Freon)이라 불리는 물질이 가장 많이 사용된다. 프레온은 기본적인 탄화수소 화합물에서 수소 부분을 플루오린(F)이나 다른 할로겐 원소로 치환한 물질이다.Various types of refrigerants are used in the manufacturing process of electronic components such as semiconductors and displays, and a substance called Freon is usually used the most. Freon is a substance in which the hydrogen portion of a basic hydrocarbon compound is replaced with fluorine (F) or another halogen element.

냉매로 사용되는 프레온은 펌프에 의해서 공정설비, 저장탱크, 열교환기를 순환한다. 냉각 사이클을 위해서 냉매는 저장탱크내에 있을 때도 히터에 의해서 일정한 온도로 가열되어야 한다. 히터의 가열에 의해 상기 냉매인 프레온으로부터 흄(hume)이 발생할 수 있다. 프레온으로부터 발생한 흄에는 불소 가스와 같은 인체에 유독한 가스가 포함될 수 있는바, 이들이 외부로 방출되는 것을 차단해야 한다. 더더욱 큰 문제는 프레온을 사용하면서 이들이 분해 또는 변환 과정을 거쳐 불산을 비롯한 추가적인 플루오린(F)을 포함하는 부산물이 생성될 수 있다. 이러한 모든 물질의 종류를 명확하게 파악하는 것이 어려운바, 이들을 모두 제거하는 것은 더더욱 어려운 문제가 된다.Freon, used as a refrigerant, is circulated through process equipment, storage tanks, and heat exchangers by a pump. For the cooling cycle, the refrigerant must be heated to a constant temperature by a heater even while in the storage tank. When heated by a heater, fume may be generated from the refrigerant, Freon. The fumes generated from freon may contain gases that are toxic to the human body, such as fluorine gas, and must be prevented from being released to the outside. An even bigger problem is that when using freon, by-products containing additional fluorine (F), including hydrofluoric acid, may be generated through a decomposition or conversion process. Since it is difficult to clearly identify the types of all these substances, removing them all becomes an even more difficult problem.

흄은 기본적으로 기체 또는 증기 상태의 물질이다. 이를 제거하기 위해서는 증기 또는 미세 액적을 제거하기 위한 데미스터 등의 장치와 기체 상태의 물질을 제거하기 위한 필터가 사용된다. 특허문헌 1은 종래기술에 따른 흄 처리장치에 관한 것으로서 이러한 기본적인 구성에 대해서 기술하고 있다.Fume is basically a substance in a gas or vapor state. To remove this, devices such as a demister to remove vapor or fine droplets and a filter to remove gaseous substances are used. Patent Document 1 relates to a fume treatment device according to the prior art and describes this basic configuration.

특허문헌 2는 냉각유체의 산화에 의하여 발생되는 유독성 가스를 감지하고 누설을 차단할 수 있는 유독성 가스의 누설 차단 기능을 갖는 공정 설비용 칠러 및 변색검출장치에 관한 것이다. 특허문헌 2 또한 흄을 처리할 수 있는 장치를 개시하고 있다.Patent Document 2 relates to a chiller for process equipment and a discoloration detection device that has a toxic gas leak blocking function that can detect toxic gas generated by oxidation of cooling fluid and block the leak. Patent Document 2 also discloses a device capable of processing fume.

특허문헌 1 및 2는 기체를 제거하기 위해서 모두 흡착제를 사용하고 있으나, 이와 관련하여 활성탄, 제올라이트, 수산화칼슘에 대해서만 단순 열거하고 있다.Patent Documents 1 and 2 both use adsorbents to remove gas, but in this regard, only activated carbon, zeolite, and calcium hydroxide are simply listed.

특허문헌 1 및 2와 같은 종래의 흄 처리장치는 인체에 치명적인 불소 가스에 대한 처리를 우선으로 하고 있다. 환경을 위해서는 불소 가스는 물론 프레온 또한 원천적으로 동시에 차단할 필요가 있으나, 특허문헌 1 및 2는 이러한 문제에 대해서는 인식을 하지 못하고 있으며, 이에 대한 구체적인 해결책을 제시하지 못하고 있다.Conventional fume treatment devices such as Patent Documents 1 and 2 give priority to treatment of fluorine gas, which is fatal to the human body. For the sake of the environment, it is necessary to block not only fluorine gas but also freon at the same time, but Patent Documents 1 and 2 are not aware of this problem and do not provide a specific solution to this problem.

비특허문헌 1, 2, 3은 다양한 프레온에 대한 흡착의 기초 연구 자료가 개시되어 있다. 비특허문헌 4, 5, 6은 다양한 프레온에 대한 실리카겔에 대한 흡착의 기초 연구 자료가 개시되어 있다. 이들 자료는 학술적인 자료로 제공되고 있으나, 실제 반도체 공정의 흄 처리장치에 적용하기에는 추가적인 연구 개발이 필수적이다.Non-patent documents 1, 2, and 3 disclose basic research data on adsorption of various freons. Non-patent documents 4, 5, and 6 disclose basic research data on the adsorption of various freons to silica gel. Although these data are provided as academic data, additional research and development is essential to apply them to fume treatment devices in actual semiconductor processes.

특허문헌 3은 반도체 제조 공정 배출 스트림으로부터 독성 가스 성분을 감소시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 독성 가스 성분인 AsH3, PH3, SbH3, BiH3, GeH4, SiH4, NH3, HF, HCl, HBr, Cl2, F2, Br2, BCl3, BF3, AsCl3, PCl3, PF3, GeF4, AsF5, WF6, SiF4, SiBr4, COF2, OF2, SO2F2, SOF2, WOF4, ClF3, (hfac)In(CH3)2, H2As(t-부틸), H2P(t-부틸), Br2Sb(CH3), SiHCl3, 및 SiH2Cl2를 제거하기 위한 제1흡착층 물질 및 제2흡착층 물질을 연속적으로 사용하고 있다. 특허문헌 3에서 제1흡착층 물질로는 고용량 흡착 물질, 구체적으로 구리의 산화된 형태를 사용하고 있고, 제2흡착층 물질로는 높은 포획률을 갖는 물질을 사용하고 있다.Patent Document 3 relates to a method and device for reducing toxic gas components from a semiconductor manufacturing process exhaust stream, including toxic gas components AsH 3 , PH 3 , SbH 3 , BiH 3 , GeH 4 , SiH 4 , NH 3 , and HF. , HCl, HBr, Cl 2 , F 2, Br 2 , BCl 3 , BF 3 , AsCl 3 , PCl 3 , PF 3 , GeF 4 , AsF 5 , WF 6 , SiF 4 , SiBr 4 , COF 2 , OF 2 , SO 2 F 2 , SOF 2 , WOF 4 , ClF 3 , (hfac)In(CH 3 ) 2 , H 2 As(t-butyl), H 2 P(t-butyl), Br 2 Sb(CH 3 ), The first and second adsorption layer materials are used continuously to remove SiHCl 3 and SiH 2 Cl 2 . In Patent Document 3, a high-capacity adsorption material, specifically an oxidized form of copper, is used as the first adsorption layer material, and a material with a high capture rate is used as the second adsorption layer material.

특허문헌 4는 1230XA 공정을 통한 1234YF 중 부산물인 무수 또는 수성 염산으로부터의 플루오르화 유기물의 제거 방법에 관한 것이다. 특허문헌 4 또한 두 단계를 통해서 HF, HCl을 실리카에 흡착시키는 단계; 할로겐화 유기물을 활성탄, 제올라이트 분자체, 탄소 분자체를 사용하여 흡착시키는 단계를 개시하고 있다.Patent Document 4 relates to a method for removing fluorinated organic substances from anhydrous or aqueous hydrochloric acid, which is a by-product of 1234YF through the 1230XA process. Patent Document 4 Also, adsorbing HF and HCl to silica through two steps; A step of adsorbing halogenated organic substances using activated carbon, zeolite molecular sieve, and carbon molecular sieve is disclosed.

본원발명의 발명자 또한 불소 가스, 구체적으로 불산(HF)과 프레온이 흄을 통해서 동시에 배출될 수 있다는 점을 고려하여 이들을 동시에 제거하기 위한 방안을 연구하였다.The inventor of the present invention also studied a method for simultaneously removing fluorine gas, specifically hydrofluoric acid (HF) and freon, considering that they can be discharged simultaneously through fume.

계속적인 연구를 통해서 본원발명의 발명자는 종래에 사용되는 불산을 제거하기 위한 흡착제는 프레온에 대해서 매우 열악한 흡착 성능을 보이고 있다는 점을 파악하였다. 도 1은 본원발명에 따른 예비실험 결과이다. 도 1을 참고하면, 본원발명에 따른 흄 제거장치에 있어서, 칠러의 온도만을 낮추거나(x축 850 내지 1150 구간, x축 숫자 단위는 초임) 여기에 흡착제도 동시에 적용할 경우(x축 350 내지 630 구간) FC-3283의 흡착 성능(배출 농도)을 측정한 것이다. 불산 흡착제를 사용하거나 사용하지 않은 경우 모두 동일한 값을 나타내는 것을 볼 때 종래에 사용되는 불산을 제거하기 위한 흡착제인 수산화칼슘은 프레온에 대해서 매우 열악한 흡착 성능을 보이고 있다는 것을 명확하게 알 수 있다. X축 1450 내지 1750의 구간의 자료는 순수한 흡착제만의 성능이나 해당 유속에서는 약 40%의 흡착 성능만을 보이고 있다.Through continued research, the inventor of the present invention found that conventionally used adsorbents for removing hydrofluoric acid showed very poor adsorption performance for freon. Figure 1 shows the results of a preliminary experiment according to the present invention. Referring to Figure 1, in the fume removal device according to the present invention, when only the temperature of the chiller is lowered (x-axis 850 to 1150 range, x-axis number unit is seconds) or an adsorbent is simultaneously applied here (x-axis 350 to 1150) 630 section) The adsorption performance (emission concentration) of FC-3283 was measured. Considering that the same value is shown both with and without the hydrofluoric acid adsorbent, it can be clearly seen that calcium hydroxide, a conventionally used adsorbent for removing hydrofluoric acid, shows very poor adsorption performance for freon. The data in the section from 1450 to 1750 on the

또한 비특허문헌 1, 2, 3의 내용 및 실리카겔이 대표적인 수분 흡착제라는 특성을 고려하여 수분 흡착에 많이 사용되는 분자체(MS-5A, MS-13X), 활성탄 등에 대해서도 프레온의 흡착 성능을 연구하였다. 연구 결과 프레온은 실리카겔에서만 효과적으로 흡착되는 것을 파악하였다. 이를 통해서 종래기술인 특허문헌 4는 매우 비효율적인 공정을 제시한 것임을 파악하였다. 특히 본원발명에서 사용하고 있는 FC-3283의 경우 실리카겔에서만 흡착 성능을 나타내는바 특허문헌 4의 경우에는 실질적으로 제거 효율이 극히 낮을 것이라는 것을 예상할 수 있다.In addition, considering the contents of Non-Patent Documents 1, 2, and 3 and the characteristics of silica gel as a representative moisture adsorbent, the adsorption performance of Freon was studied for molecular sieves (MS-5A, MS-13X) and activated carbon, which are widely used for moisture adsorption. . As a result of the study, it was found that freon is effectively adsorbed only on silica gel. Through this, it was determined that Patent Document 4, which is a prior art, presented a very inefficient process. In particular, FC-3283 used in the present invention shows adsorption performance only on silica gel, so in the case of Patent Document 4, it can be expected that the removal efficiency will be extremely low.

이와 같은 선행 연구에 의해서 불산과 프레온의 흡착 성능이 매우 상이한 것을 알 수 있다. 이러한 경우는 특허문헌 3 및 4와 같이 이중흡착층을 사용하는 것이 종래의 통상적인 해결 수단이다. 특성이 매우 상이한 각각의 물질을 제거하기 위해서, 이들 각각에 적용한 흡착층을 사용하여 개별적으로 제거하는 것이다. 본원발명의 발명자는 상기와 같은 통상의 해결책을 적용하였으나, 이를 통해서 목적하는 제거 효율을 달성할 수 없었다.From these previous studies, it can be seen that the adsorption performance of hydrofluoric acid and freon is very different. In this case, using a double adsorption layer as in Patent Documents 3 and 4 is a conventional solution. In order to remove each material with very different properties, they are removed individually using an adsorption layer applied to each of them. The inventor of the present invention applied the above-described conventional solution, but was unable to achieve the desired removal efficiency.

이와 같이 불산과 프레온을 포함하는 물질을 동시에 효율적으로 제거할 수 있는 기술에 대한 명확한 해결책은 구체적으로 제시되지 않았으며, 통상적인 기술에 대한 가이드 라인만이 제시되어 있다. 특히 최근의 산업 환경에 필요한 다양한 부산물을 포함한 프레온에 대해서 준 제로에 가까운 제거를 위한 해결책은 가이드 라인도 명확하지 않다.As such, no specific solution has been provided for a technology that can efficiently remove substances containing hydrofluoric acid and freon at the same time, and only guidelines for conventional technologies have been provided. In particular, guidelines for solutions for near-zero removal of freon, including various by-products required in recent industrial environments, are not clear.

대한민국 공개특허공보 제2015-0038766호 ('특허문헌 1')Republic of Korea Patent Publication No. 2015-0038766 ('Patent Document 1') 대한민국 등록특허공보 제2083264호 ('특허문헌 2')Republic of Korea Patent Publication No. 2083264 ('Patent Document 2') 대한민국 공개특허공보 제2005-0085492호 ('특허문헌 3')Republic of Korea Patent Publication No. 2005-0085492 ('Patent Document 3') 대한민국 공개특허공보 제2018-0065035호 ('특허문헌 4')Republic of Korea Patent Publication No. 2018-0065035 ('Patent Document 4')

Wanigarathna, J. A. D. K. (2018). Adsorption-based fluorocarbon separation in zeolites and metal organic frameworks. Doctoral thesis, Nanyang Technological University, Singapore. ('비특허문헌 1')Wanigarathna, J. A. D. K. (2018). Adsorption-based fluorocarbon separation in zeolites and metal organic frameworks. Doctoral thesis, Nanyang Technological University, Singapore. ('Non-patent Document 1') Journal of Hazardous Materials 274 (2014) 443-454. ('비특허문헌 2')Journal of Hazardous Materials 274 (2014) 443-454. ('Non-patent Document 2') J. Chem. Eng. Data 2006, 51, 451-456. ('비특허문헌 3')J. Chem. Eng. Data 2006, 51, 451-456. ('Non-patent Document 3') Kilic M, Gonul E. Experimental investigation of R134a adsorption on silica gel for cooling system applications. Res. Eng. Struct. Mat., 2017; 3(3): 192-200. ('비특허문헌 4')Kilic M, Gonul E. Experimental investigation of R134a adsorption on silica gel for cooling system applications. Res. Eng. Struct. Mat., 2017; 3(3): 192-200. ('Non-patent Document 4') Kilic M. and Gonul E. AN EXPERIMENTAL STUDY ON ADSORPTION CHARACTERISTICS OF R134A AND R404A ONTO SILICAGEL ADSORBENTS, 13th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics. ('비특허문헌 5')Kilic M. and Gonul E. AN EXPERIMENTAL STUDY ON ADSORPTION CHARACTERISTICS OF R134A AND R404A ONTO SILICAGEL ADSORBENTS, 13th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics. ('Non-patent Document 5') Patiparn Punyapalakul , Kuntida Suksomboon , Panida Prarat & Sutha Khaodhiar (2013) Effects of Surface Functional Groups and Porous Structures on Adsorption and Recovery of Perfluorinated Compounds by Inorganic Porous Silicas, Separation Science and Technology, 48:5, 775-788, DOI: 10.1080/01496395.2012.710888 ('비특허문헌 6')Patiparn Punyapalakul , Kuntida Suksomboon , Panida Prarat & Sutha Khaodhiar (2013) Effects of Surface Functional Groups and Porous Structures on Adsorption and Recovery of Perfluorinated Compounds by Inorganic Porous Silicas, Separation Science and Technology, 48:5, 775-788, DOI: 10.1080 /01496395.2012.710888 ('Non-patent Document 6')

본원발명은 이종 가스, 명확하게는 불산과 프레온을 포함하는 흄을 동시에 효율적으로 제거할 수 있는 흡착필터 이를 포함하는 흄 처리장치, 및 이를 이용한 이종 가스 제거방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a fume treatment device including an adsorption filter that can efficiently remove heterogeneous gases, specifically fumes including hydrofluoric acid and freon, and a method for removing heterogeneous gases using the same.

본원발명은 또한, 상기와 같은 불산과 프레온을 포함하는 흄을 1) 하나의 장치를 통해서 2) 준 제로에 가깝게 제거할 수 있는 흡착필터 이를 포함하는 흄 처리장치, 및 이를 이용한 이종 가스 제거방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also provides a fume treatment device including an adsorption filter capable of removing fume containing hydrofluoric acid and freon to near zero through 1) a single device, and 2) a method for removing heterogeneous gases using the same. The purpose is to provide

상기와 같은 문제를 해결하기 위해서 본원발명은 냉매를 저장하는 저장탱크, 상기 저장탱크로부터 유입되는 흄 또는 가스를 흡착하기 위한 흡착필터를 포함하는 흄 처리장치에 있어서, 상기 흡착필터는 프레온을 흡착하는 제1흡착제와 불산을 흡착하는 제2흡착제를 포함하고, 상기 제1흡착제와 상기 제2흡착제가 배치되는 형태는, 1) 상기 제1흡착제가 전단부에 배치되고 상기 제2흡착제가 후단부에 배치되거나, 2) 상기 제1흡착제와 상기 제2흡착제가 상호 균일하게 혼합되는 형태인 흄 처리장치를 제공한다.In order to solve the above problem, the present invention provides a fume treatment device including a storage tank for storing a refrigerant and an adsorption filter for adsorbing fume or gas flowing from the storage tank, wherein the adsorption filter adsorbs freon. It includes a first adsorbent and a second adsorbent for adsorbing hydrofluoric acid, and the form in which the first adsorbent and the second adsorbent are disposed is: 1) the first adsorbent is disposed at the front end and the second adsorbent is at the rear end. or 2) providing a fume treatment device in which the first adsorbent and the second adsorbent are uniformly mixed with each other.

상기 제1흡착제와 상기 제2흡착제가 배치되는 형태는 상기 제1흡착제는 전단부에서 후단부까지 균일하게 분포하고, 상기 제2흡착제는 전단부에서 후단부로 갈수록 농도가 높아지는 형태로 대치될 수 있다.The arrangement of the first adsorbent and the second adsorbent may be such that the first adsorbent is uniformly distributed from the front end to the rear end, and the concentration of the second adsorbent increases from the front end to the rear end. .

상기 프레온은 구체적으로 FC-3283을 포함할 수 있다. 제1흡착제는 실리카겔이며, 제2흡착제는 활성탄, 제올라이트, 수산화칼슘 중 적어도 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 수산화칼슘이다.The freon may specifically include FC-3283. The first adsorbent is silica gel, and the second adsorbent may be at least one of activated carbon, zeolite, and calcium hydroxide, preferably calcium hydroxide.

상기 제1흡착제:제2흡착제가 사용되는 중량비는 0.1:1 내지 1:0.1, 바람직하게는 0.5:1 내지 1:0.5, 더욱 바람직하게는 0.8:1 내지 1:0.8, 가장 바람직하게는 1:1일 수 있다.The weight ratio of the first adsorbent to the second adsorbent used is 0.1:1 to 1:0.1, preferably 0.5:1 to 1:0.5, more preferably 0.8:1 to 1:0.8, and most preferably 1: It can be 1.

상기 제1흡착제:제2흡착제가 사용되는 중량비는 상기 저장탱크로부터 유입되는 흄 또는 가스의 성분에 따라서 조절될 수 있다.The weight ratio used between the first adsorbent and the second adsorbent can be adjusted depending on the components of the fume or gas flowing from the storage tank.

상기 흡착필터의 전단에 상기 유입되는 흄을 응축시키고 상기 응축된 흄을 별도로 배출하는 배출구를 포함하는 데미스터가 배치될 수 있다. 상기 배출구를 통해 방출되는 응축된 흄의 압력을 감지하는 압력센서를 더 포함할 수 있다. 상기 데미스터를 통과한 흄 및/또는 가스가 상기 흡착필터로 이송될 수 있다. 추가적으로 흡착필터의 전면에 상기 데미스터 외에 별도의 기체 상태의 물질은 통과시키되, 액상 물질의 통과는 차단할 수 있는 필터 매체가 부가될 수 있다.A demister may be disposed in front of the adsorption filter to condense the incoming fume and include an outlet for separately discharging the condensed fume. It may further include a pressure sensor that detects the pressure of the condensed fume discharged through the outlet. Fume and/or gas passing through the demister may be transferred to the adsorption filter. Additionally, in addition to the demister, a separate filter medium may be added to the front of the adsorption filter to allow gaseous substances to pass but to block liquid substances to pass through.

상기 배출구로부터 배출되는 상기 응축된 흄은 상기 저장탱크로 다시 회수시키거나, 별도로 처리하는 처리부로 송부될 수 있으며, 상기 응축된 흄이 상기 저장탱크로 회수되는 경로에 역류방지 체크 밸브가 포함될 수 있다.The condensed fume discharged from the outlet may be recovered back to the storage tank or sent to a separate processing unit, and a backflow prevention check valve may be included in the path through which the condensed fume is recovered to the storage tank. .

상기 흡착필터의 후단부에 별도의 제2데미스터 또는 냉각부가 부가될 수 있다. 이는 흡착필터를 통과한 기체에 포함되는 수분을 추가로 제거하거나, 흡착필터를 통해서도 제거되지 않은 잔여 물질을 제거하기 위한 것이다.A separate second demister or cooling unit may be added to the rear end of the adsorption filter. This is to further remove moisture contained in the gas that passed through the adsorption filter or to remove remaining substances that were not removed even through the adsorption filter.

본원발명은 또한 상기 흄 처리장치를 이용하여 흄을 처리하는 방법, 구체적으로는 흄에 포함된 프레온과 불산을 처리하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of treating fume using the fume treatment device, specifically, a method of treating freon and hydrofluoric acid contained in the fume.

본원발명은 또한 공정 설비로 공급되는 냉매를 저장하는 저장탱크, 상기 저장탱크의 내부에 설치되고, 상기 냉매를 가열하는 히터, 상기 공정 설비를 순환하는 냉매의 온도를 제어하는 열교환모듈 및 상기 저장탱크의 일 측면에 장착된 본원발명에 따른 흄 처리장치를 포함하는 반도체 공정 설비용 칠러를 제공한다.The present invention also provides a storage tank for storing refrigerant supplied to process equipment, a heater installed inside the storage tank and heating the refrigerant, a heat exchange module for controlling the temperature of the refrigerant circulating in the process equipment, and the storage tank. Provided is a chiller for semiconductor processing equipment including a fume treatment device according to the present invention mounted on one side of the.

본원발명은 상기 과제의 해결 수단을 가능한 임의의 조합으로도 제공이 가능하다.The present invention can provide means for solving the above problems in any possible combination.

이상과 같은 본원발명은 이종 가스, 명확하게는 불산과 프레온을 포함하는 흄을 동시에 효율적으로 제거할 수 있는 흡착필터 이를 포함하는 흄 처리장치, 및 이를 이용한 이종 가스 제거방법을 제공할 수 있다.The present invention as described above can provide a fume treatment device including an adsorption filter capable of efficiently removing fumes including heterogeneous gases, specifically hydrofluoric acid and freon, and a method for removing heterogeneous gases using the same.

본원발명은 또한, 상기와 같은 불산과 프레온을 포함하는 흄을 1) 하나의 장치를 통해서 2) 준 제로에 가깝게 제거할 수 있는 흡착필터 이를 포함하는 흄 처리장치, 및 이를 이용한 이종 가스 제거방법을 제공할 수 있다.The present invention also provides a fume treatment device including an adsorption filter capable of removing fume containing hydrofluoric acid and freon to near zero through 1) a single device, and a method for removing heterogeneous gases using the same. can be provided.

본원발명에 따른 흡착필터 이를 포함하는 흄 처리장치, 및 이를 이용한 이종 가스 제거방법을 통해서 현장에 적용할 경우, 불산 및 프레온은 물론 이들의 부산물까지 준 제로에 가깝게 제거되는 것을 확인할 수 있었으며, 종래의 장치를 통해서 계속 문제가 제기되었던 냄새 문제까지도 해결을 할 수 있었다.When applied to the field through the fume treatment device including the adsorption filter according to the present invention and the heterogeneous gas removal method using the same, it was confirmed that not only hydrofluoric acid and freon, but also their by-products were removed close to zero, and the conventional Through the device, we were even able to solve the odor problem, which had been a recurring problem.

도 1은 본원발명에 따른 예비실험 결과이다.
도 2는 본원발명에 따른 흄 처리장치 및 이를 포함하는 전체 공정에 대한 개요를 나타낸 모식도이다.
도 3은 FC-3283에 대한 실리카겔의 흡착 성능 실험결과이다.
도 4는 FC-3283에 대한 실리카켈의 흡착량 실험결과이다.
도 5는 본원발명에 따른 흄 처리장치에 대한 개요를 나타낸 모식도이다.
도 6은 제1흡착필터 및 제2흡착필터의 배치에 따른 흡착성능 비교 실험결과이다.
Figure 1 shows the results of a preliminary experiment according to the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing an overview of the fume treatment device and the entire process including the same according to the present invention.
Figure 3 shows the results of an experiment on the adsorption performance of silica gel for FC-3283.
Figure 4 shows the results of an experiment on the adsorption amount of silica gel for FC-3283.
Figure 5 is a schematic diagram showing an overview of the fume treatment device according to the present invention.
Figure 6 shows the results of a comparison experiment of adsorption performance according to the arrangement of the first adsorption filter and the second adsorption filter.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본원발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원발명의 바람직한 실시예에 관한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 관한 구체적인 설명이 본원발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, an embodiment in which the present invention can be easily implemented by those skilled in the art will be described in detail. However, when explaining in detail the operating principle of a preferred embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, the same reference numerals are used for parts that perform similar functions and actions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is said to be connected to another part, this includes not only cases where it is directly connected, but also cases where it is indirectly connected through another element in between. In addition, including a certain component does not mean excluding other components unless specifically stated to the contrary, but rather means that other components may be further included.

또한, 구성요소를 한정하거나 부가하여 구체화하는 설명은, 특별한 제한이 없는 한 모든 발명에 적용될 수 있으며, 특정한 발명에 관한 설명으로 한정되지 않는다.In addition, descriptions that specify by limiting or adding components can be applied to all inventions unless there are special restrictions, and are not limited to descriptions of specific inventions.

또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 단수로 표시된 것은 별도로 언급되지 않는 한 복수인 경우도 포함한다.In addition, throughout the description and claims of the present invention, the singular number also includes the plural unless otherwise specified.

또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 "또는"은 별도로 언급되지 않는 한 "및"을 포함하는 것이다. 그러므로 "A 또는 B를 포함하는"은 A를 포함하거나, B를 포함하거나, A 및 B를 포함하는 상기 3가지 경우를 모두 의미한다.In addition, throughout the description and claims of the present invention, “or” includes “and” unless otherwise specified. Therefore, “comprising A or B” means including A, including B, or including both A and B.

본원발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다.The present invention will be described in detail with reference to the drawings.

한편 본원발명의 명세서에서 흡착필터는 흡착제와 동일한 것으로서 흡착제를 필터의 형태로 구성하였기에 흡착필터로 지칭한다. Meanwhile, in the specification of the present invention, the adsorption filter is the same as the adsorbent, and the adsorbent is configured in the form of a filter, so it is referred to as an adsorption filter.

<FC-3283><FC-3283>

본원발명에서 프레온 모델 화합물로 사용한 FC-3283은 3M사의 제품이다. 비전도성이며, 열적 화학적으로 안정하고, 전자 및 반도체 산업 장비의 냉매로 사용되는 물질이다. 주요 성분은 퍼플루오로트리뷰틸아민 (Perfluorotributylamine)이다. 해당 제품의 MSDS(물질 안전 보건 자료, Material Safety Data Sheet)를 참고하면 불산인 HF가 미량 포함하는 것으로 나타나 있다.FC-3283 used as a freon model compound in the present invention is a product of 3M. It is a non-conductive, thermally and chemically stable material used as a refrigerant in electronic and semiconductor industry equipment. The main ingredient is perfluorotributylamine. Referring to the MSDS (Material Safety Data Sheet) of the product in question, it appears that it contains a trace amount of HF, hydrofluoric acid.

이와 같이 상용으로 판매하는 FC-3283의 경우, 안정적인 화합물임에도 불구하고 불산 등을 포함하는 다양한 불순물이 포함되어 있는바, 이를 제거하기 위해서는 이에 특화된 흡착필터가 필요하다.In the case of FC-3283, which is sold commercially, although it is a stable compound, it contains various impurities, including hydrofluoric acid, and a specialized adsorption filter is needed to remove these.

본원발명의 발명자는 통상적인 이중 필터 등의 접근을 통해서 본원발명의 문제를 해결하고자 하였으나, 오히려 통상적인 접근 방법을 통해서는 효율이 오히려 낮은 결과를 도출한다는 것을 발견하고 본원발명을 완성하게 되었다.The inventor of the present invention attempted to solve the problem of the present invention through an approach such as a conventional double filter, but discovered that the conventional approach led to results with rather low efficiency, and thus completed the present invention.

도 2는 본원발명에 따른 흄 처리장치 및 이를 포함하는 전체 공정에 대한 개요를 나타낸 모식도이다. FC-3283은 끓는점이 128℃인 냉매로서 저장탱크(coolant tank)에 보관되어 있다. 상기 저장탱크 내에는 FC-3283이 저장되며, 전체 시스템 운영 조건에 따라 약 0 내지 90℃, 통상적으로 40℃로 유지된다. 냉매는 펌프(pump)에 의해서 열교환 시스템(system)으로 이송되어 원하는 온도로 냉각된 후 반도체 공정(Main process)로 보내진 후 다시 저장탱크(coolant tank)로 회수된다. 계속적으로 사용되는 냉매는 처음부터 포함된 불순물에 의하거나 자체 원료물질에 의해서 탱크내에서 액체와 증기(액상), 상변이 냉매(기체), 분해된 냉매(기체) 등을 포함한 흄의 형태로 존재한다. 본원발명은 상기 저장탱크 내의 흄을 처리하기 위한 흄 처리장치(fume processing device)에 관한 것이다.Figure 2 is a schematic diagram showing an overview of the fume treatment device and the entire process including the same according to the present invention. FC-3283 is a refrigerant with a boiling point of 128℃ and is stored in a storage tank. FC-3283 is stored in the storage tank, and is maintained at about 0 to 90°C, typically 40°C, depending on the overall system operating conditions. The refrigerant is transferred to the heat exchange system by a pump, cooled to the desired temperature, sent to the semiconductor process (main process), and then returned to the storage tank (coolant tank). Refrigerants that are continuously used exist in the form of fumes including liquid and vapor (liquid phase), phase change refrigerant (gas), and decomposed refrigerant (gas) in the tank due to impurities contained from the beginning or by their own raw materials. do. The present invention relates to a fume processing device for processing fume in the storage tank.

<불산 흡착제><Fluoric acid adsorbent>

불산 흡착제는 활성탄, 제올라이트, 수산화칼슘 등이 사용될 수 있으나, 통상적으로 수산화칼슘이 많이 사용된다. 현재 시중에 판매되는 불산 흡착제를 사용하여 흡착 성능을 분석한 결과 아래 표와 같은 결과를 얻었다. 기체의 흡착 성능 분석은 90℃, HF 200ppm, 0.5LPM(liter per min) 조건에서 진행하였다. 제1제오라이트와 제2제오라이트는 각각 다른 회사의 제품이다.Activated carbon, zeolite, calcium hydroxide, etc. may be used as the hydrofluoric acid adsorbent, but calcium hydroxide is commonly used. As a result of analyzing the adsorption performance using currently commercially available hydrofluoric acid adsorbents, the results are shown in the table below. The gas adsorption performance analysis was conducted at 90°C, HF 200ppm, and 0.5LPM (liter per min). Zeolite 1 and Zeolite 2 are products of different companies.

이러한 흡착제는 제품에 따라 차이는 있지만, 불산에 대한 흡착 성능을 나타냈지만 도 1과 같이 예비실험을 진행한바, 대표적인 불산 흡착제인 수산화칼슘은 FC-3283에 대해서는 매우 낮은 흡착 성능을 나타낸다는 것을 확인하였다. 도 1의 실험 조건은 흡착제 부피는 10CC, SV(공간속도, space velocity)는 3000/hr이다.These adsorbents showed adsorption performance for hydrofluoric acid, although there were differences depending on the product. However, in a preliminary experiment as shown in Figure 1, it was confirmed that calcium hydroxide, a representative hydrofluoric acid adsorbent, showed very low adsorption performance for FC-3283. The experimental conditions in Figure 1 include an adsorbent volume of 10 CC and SV (space velocity) of 3000/hr.

<프레온 흡착제><Freon adsorbent>

실리카겔이 대표적인 수분 흡착제라는 특성을 고려하여 수분 흡착에 많이 사용되는 분자체(MS-5A, MS-13X), 활성탄 등에 대해서도 프레온의 흡착 성능을 연구하였다. 연구 결과 프레온은 실리카겔에서만 효과적으로 흡착되는 것을 파악하였다. 도 3은 FC-3283에 대한 실리카켈의 흡착 성능 실험결과이다. 도 3의 실험 조건은 흡착제 부피는 10CC, SV(공간속도, space velocity)는 3000/hr이다.Considering the characteristics of silica gel as a representative moisture adsorbent, the adsorption performance of freon was studied for molecular sieves (MS-5A, MS-13X) and activated carbon, which are commonly used for moisture adsorption. As a result of the study, it was found that freon is effectively adsorbed only on silica gel. Figure 3 shows the results of an experiment on the adsorption performance of silica gel for FC-3283. The experimental conditions in FIG. 3 are that the adsorbent volume is 10 CC and SV (space velocity) is 3000/hr.

250초 내지 500초, 750초 내지 1000초, 1400초 내지 2200초 등의 흡착결과를 볼 때, 실리카겔은 상당한 흡착능력을 보이는 것으로 나타났으며, 흡착필터의 온도를 낮출 경우 실질적으로 100% 제거가 되는 것으로 나타났다.When looking at the adsorption results for 250 to 500 seconds, 750 to 1,000 seconds, and 1,400 to 2,200 seconds, silica gel was shown to have significant adsorption capacity, and when the temperature of the adsorption filter was lowered, virtually 100% removal was possible. It turned out to be possible.

도 4는 FC-3283에 대한 실리카켈의 흡착량 실험결과이다. 흡착 온도에 따라서 흡착량이 변화하는 것을 알 수 있으며, 60℃ 미만에서 효과적으로 공정을 진행할 수 있다는 것을 알 수 있다. 상기 흡착량은 흡착필터 이후의 콘덴서(condenser) 회수율 80% 가정하고, 초기 농도 대비 배출 농도를 5% 이하 기준으로 했을 때, 파괴점(breakthrough point)까지의 누적 흡착량을 나타낸다. 흡착 온도는 결국 저장탱크의 온도가 될 수 있다. Figure 4 shows the results of an experiment on the adsorption amount of silica gel for FC-3283. It can be seen that the amount of adsorption changes depending on the adsorption temperature, and it can be seen that the process can be carried out effectively below 60℃. The adsorption amount represents the cumulative adsorption amount up to the breakthrough point, assuming a condenser recovery rate of 80% after the adsorption filter and based on a discharge concentration of 5% or less compared to the initial concentration. The adsorption temperature can ultimately be the temperature of the storage tank .

<이중 흡착제 구성><Dual adsorbent composition>

도 5는 본원발명에 따른 흄 처리장치의 일실시예에 대한 개요를 나타낸 모식도이다. 냉매를 저장하는 저장탱크(coolant tank), 상기 저장탱크(coolant tank)로부터 유입되는 흄 또는 가스를 흡착하기 위한 흡착필터(filter)를 포함한다. 흡착필터(filter)의 전단에는 상기 흄을 응축시키고 상기 응축된 흄을 별도로 배출하는 배출구를 포함하는 데미스터(demister)가 배치된다. 상기 배출구를 통해 방출되는 응축된 흄의 압력을 감지하는 압력센서(도면 미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 데미스터를 통과한 흄 및/또는 가스가 상기 흡착필터로 이송된다. 상기 배출구로부터 배출되는 상기 응축된 흄은 별도로 처리하는 처리부로 송부된다. 도 5에는 임시 저장을 위한 mist tank가 나타나 있다. 상기 흡착필터(filter)의 후단부에 냉각부(liquid condenser)가 부가되었다. 이는 흡착필터를 통과한 기체에 포함되는 수분을 추가로 제거하거나, 흡착필터를 통해서도 제거되지 않은 잔여 물질을 제거하기 위한 것이다. FT-IR은 분석을 위해서 부가된 것이나, 실제 공정에서는 외부로 바로 배출될 수 있다.Figure 5 is a schematic diagram showing an overview of an embodiment of the fume treatment device according to the present invention. It includes a coolant tank for storing refrigerant and an adsorption filter for adsorbing fume or gas flowing from the coolant tank. A demister is disposed at the front of the adsorption filter to condense the fume and includes an outlet for separately discharging the condensed fume. It may further include a pressure sensor (not shown) that detects the pressure of the condensed fume discharged through the outlet. Fume and/or gas passing through the demister are transferred to the adsorption filter. The condensed fume discharged from the outlet is sent to a separate processing unit. Figure 5 shows a mist tank for temporary storage. A liquid condenser was added to the rear end of the adsorption filter. This is to further remove moisture contained in the gas that passed through the adsorption filter or to remove remaining substances that were not removed even through the adsorption filter. FT-IR is added for analysis, but in the actual process, it can be discharged directly to the outside.

상기 저장탱크 내에는 실제 조건을 모사하기 위하여 FC-3283을 가열하는 히터(도면 미도시)에 의해서 약 0 내지 90℃, 바람직하게는 40℃로 가열된다. 도 4에서 볼 수 있는바와 같이 흡착필터(filter)는 60℃ 미만, 바람직하게는 40℃ 미만에서 작동하는 것이 효율이 높다. 상기 냉각부(liquid condenser)는 흡착필터(filter)보다 낮은 온도이어야 한다.The storage tank is heated to about 0 to 90°C, preferably 40°C, by a heater (not shown) that heats FC-3283 to simulate actual conditions. As can be seen in Figure 4, the efficiency of the adsorption filter is high when operating below 60°C, preferably below 40°C. The cooling unit (liquid condenser) must have a lower temperature than the adsorption filter.

본원발명에 따른 상기 제1흡착제와 상기 제2흡착제가 배치되는 형태는, 1) 상기 제1흡착제가 전단부에 배치되고 상기 제2흡착제가 후단부에 배치되거나, 2) 상기 제1흡착제와 상기 제2흡착제가 상호 균일하게 혼합되는 형태이다.The form in which the first adsorbent and the second adsorbent according to the present invention are disposed is: 1) the first adsorbent is disposed at the front end and the second adsorbent is disposed at the rear end, or 2) the first adsorbent and the second adsorbent are disposed at the rear end. The second adsorbent is uniformly mixed with each other.

도 6은 제1흡착필터 및 제2흡착필터의 배치에 따른 흡착성능 비교 실험결과이다. 도 6의 오른쪽은 제1흡착제인 Si adsorbent와 제2흡착제인 HF adsorbent의 배치 형태를 달리한 것을 나타내는 모식도이다. 도 6은 수직인 형태로 나타내었지만, 이는 반드시 수직인 형태에 한정되지 않고 수평 또는 수직의 경우 유체의 흐름을 고려하여 전단부 및 후단부로 나타낸 것이다.Figure 6 shows the results of a comparison experiment of adsorption performance according to the arrangement of the first adsorption filter and the second adsorption filter. The right side of Figure 6 is a schematic diagram showing different arrangements of the Si adsorbent, which is the first adsorbent, and the HF adsorbent, which is the second adsorbent. Figure 6 is shown in a vertical form, but this is not necessarily limited to the vertical form, and in the case of horizontal or vertical, it is shown as a front end and a rear end considering the flow of fluid.

A type의 경우는 제1흡착제만 배치한 것이고, B type은 전단부에 제1흡착제, 후단부에 제2흡착제를 배치한 것이며, C type은 전단부에 제2흡착제, 후단부에 제1흡착제를 배치한 것이며, D type은 제1흡착제와 상기 제2흡착제가 상호 균일하게 혼합되는 형태이다.In the case of type A, only the first adsorbent is placed, in type B, the first adsorbent is placed at the front end and the second adsorbent is placed at the rear end, and in type C, the second adsorbent is placed at the front end and the first adsorbent is placed at the rear end. is arranged, and the D type is a form in which the first adsorbent and the second adsorbent are evenly mixed with each other.

도 6의 왼쪽은 상기 배치에 따른 흡착성능을 나타낸 것으로서 FC-3283의 흡착량을 나타낸다. 제1흡착제로는 실리카겔을 사용하였고, 제2흡착제로는 수산화칼슘을 사용하였다. 실험을 위해서 사용되는 기체에 FC-3283이 불산에 대비하여 약 200배 농도가 높은바, 이를 고려하여 실리카켈을 더 많이 충진하였다. 흡착필터의 온도는 상온이며, 유속은 0.5LPM, FC-3283의 농도는 4,000ppm, 불산의 농도는 20ppm이다. 도 6의 왼쪽 그래프는 파괴점(breakthrough point)까지의 누적 흡착량이다.The left side of Figure 6 shows the adsorption performance according to the above arrangement and shows the adsorption amount of FC-3283. Silica gel was used as the first adsorbent, and calcium hydroxide was used as the second adsorbent. FC-3283 in the gas used for the experiment has a concentration about 200 times higher than that of hydrofluoric acid, so taking this into consideration, more silica gel was filled. The temperature of the adsorption filter is room temperature, the flow rate is 0.5 LPM, the concentration of FC-3283 is 4,000 ppm, and the concentration of hydrofluoric acid is 20 ppm. The left graph in Figure 6 is the cumulative adsorption amount up to the breakthrough point.

도 6에서 회색은 FC-3283만을 공급할 경우이고, 빨간색은 FC-3283과 불산을 같이 공급할 경우 FC-3283의 흡착량을 나타낸다.In Figure 6, gray indicates the case where only FC-3283 is supplied, and red indicates the adsorption amount of FC-3283 when supplied together with FC-3283 and hydrofluoric acid.

B 타입과 D 타입의 경우에 우수한 흡착성능을 나타내고 있다. C 타입의 경우 흡착 성능, 구체적으로 FC-3283과 불산을 같이 공급할 경우. FC-3283의 흡착 성능이 떨어지는 것을 알 수 있다. 수산화칼슘이 불산을 흡착할 경우, 수산화칼슘과 불산이 반응하여 CaF2 및 물이 생성된다. 이 경우, 상기 물에 의해서 실리카켈의 활성 흡착 사이트가 비활성화되므로 FC-3283 흡착 성능이 떨어지는 것으로 해석된다. 따라 이 경우, B 타입과 같이 불산 흡착제는 후단에 배치하여 상기와 같은 흡착 성능 저하 문제를 해결할 수 있다. 다만, 제1흡착제와 제2흡착제를 혼합한 D 타입의 경우 혼합된 불산 흡착제에 의해서 발생되는 물로 인해서 FC-3283 흡착 성능 B 타입보다 열악할 것으로 예상되었으나, 오히려 가장 높은 흡착 성능을 보이고 있으며, 이는 전혀 예상하지 못한 결과이다.Types B and D show excellent adsorption performance. In the case of type C, adsorption performance, specifically when supplied with FC-3283 and hydrofluoric acid. It can be seen that the adsorption performance of FC-3283 is poor. When calcium hydroxide adsorbs hydrofluoric acid, calcium hydroxide and hydrofluoric acid react to produce CaF 2 and water. In this case, it is interpreted that the adsorption performance of FC-3283 is deteriorated because the active adsorption sites of silica gel are deactivated by the water. Accordingly, in this case, like type B, the hydrofluoric acid adsorbent can be placed at the rear end to solve the problem of deterioration in adsorption performance as described above. However, in the case of Type D, which is a mixture of the first and second adsorbents, it was expected that the adsorption performance of FC-3283 would be worse than Type B due to the water generated by the mixed hydrofluoric acid adsorbent, but it actually shows the highest adsorption performance. This is a completely unexpected result.

A, B, C, D 타입의 형태에 대해서 FC-3283과 불산을 같이 공급하면서 시간에 따른 배출물을 분석한 결과, B 타입은 초기부터 흡착이 종료되는 시간까지 계속해서 가장 많은 양의 물이 관측되었다. B 타입의 경우 말단에 불산 흡착제가 배치되는바, 생성되는 물이 별도로 흡착되지 않아 가장 많은 물이 관측되는 것은 예상한 바이다. 이때의 상대 농도는 1.0이었다. D 타입의 경우는 물의 농도가 B 타입보다 낮은 것으로 관측되며 이때의 상대 농도는 0.13이며 불산 흡착제에 의해서 생성된 물이 실리카겔에 의해서 일부 흡착되는 것으로 보인다. 이 경우 B 타입보다 FC-3283 흡착량이 적게 나타날 것으로 예측되나 실험 결과 가장 많은 흡착량을 보이는 의외의 결과를 나타냈었다.As a result of analyzing the emissions over time while supplying FC-3283 and hydrofluoric acid together for types A, B, C, and D, the largest amount of water was observed for type B continuously from the beginning to the end of adsorption. It has been done. In the case of type B, a hydrofluoric acid adsorbent is placed at the end, so the generated water is not separately adsorbed, so it is expected that the most water is observed. The relative concentration at this time was 1.0. In the case of type D, the water concentration is observed to be lower than that of type B. The relative concentration at this time is 0.13, and it appears that the water produced by the hydrofluoric acid adsorbent is partially adsorbed by the silica gel. In this case, it was predicted that FC-3283 adsorption amount would be less than that of Type B, but the experimental results showed the unexpected result of showing the highest adsorption amount.

한편 젖은 상태의 실리카겔과 그렇지 않은 경우에 대해서 FC-3283만을 사용한 흡착 실험을 진행할 경우 젖은 상태의 실리카겔은 낮은 흡착량을 보였다. 이 경우를 D와 대비해 보면 D의 흡착량은 B보다 낮아야 하는 것이 정상이나 실험을 통해서 관측한 D 타입은 오히려 반대의 경향을 나타내고 있으며, 이는 예측과는 전혀 상반된 결과이다.Meanwhile, when an adsorption experiment was conducted using only FC-3283 for wet and non-wet silica gel, wet silica gel showed a low adsorption amount. Comparing this case with D, it is normal that the adsorption amount of D should be lower than that of B, but the D type observed through experiment shows the opposite trend, which is a result that is completely contrary to prediction.

본원 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.Those of ordinary skill in the field to which the present invention pertains will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

Claims (14)

냉매를 저장하는 저장탱크;
상기 저장탱크로부터 유입되는 흄 또는 가스를 흡착하기 위한 흡착필터;
를 포함하는 흄 처리장치에 있어서,
상기 흡착필터는,
프레온을 흡착하는 제1흡착제와 불산을 흡착하는 제2흡착제를 포함하고,
상기 제1흡착제와 상기 제2흡착제가 배치되는 형태는,
1) 상기 제1흡착제가 전단부에 배치되고 상기 제2흡착제가 후단부에 배치되거나,
2) 상기 제1흡착제와 상기 제2흡착제가 상호 균일하게 혼합되는 형태인
흄 처리장치.
A storage tank for storing refrigerant;
An adsorption filter for adsorbing fume or gas flowing from the storage tank;
In the fume treatment device comprising,
The adsorption filter is,
It includes a first adsorbent that adsorbs freon and a second adsorbent that adsorbs hydrofluoric acid,
The form in which the first adsorbent and the second adsorbent are disposed is,
1) the first adsorbent is disposed at the front end and the second adsorbent is disposed at the rear end,
2) The first adsorbent and the second adsorbent are uniformly mixed with each other.
Fume treatment device.
제1항에 있어서,
상기 제1흡착제와 상기 제2흡착제가 배치되는 형태는,
상기 제1흡착제는 전단부에서 후단부까지 균일하게 분포하고,
상기 제2흡착제는 전단부에서 후단부로 갈수록 농도가 높아지는 형태로 대치되는 흄 처리장치.
According to paragraph 1,
The form in which the first adsorbent and the second adsorbent are disposed is,
The first adsorbent is uniformly distributed from the front end to the rear end,
The second adsorbent is a fume treatment device in which the concentration increases from the front end to the rear end.
제1항에 있어서,
상기 프레온은 FC-3283을 포함하는 흄 처리장치.
According to paragraph 1,
The freon is a fume treatment device containing FC-3283.
제1항에 있어서,
제1흡착제는 실리카겔이며,
제2흡착제는 활성탄, 제올라이트, 수산화칼슘 중 적어도 하나 이상인 흄 처리장치.
According to paragraph 1,
The first adsorbent is silica gel,
A fume treatment device in which the second adsorbent is at least one of activated carbon, zeolite, and calcium hydroxide.
제4항에 있어서,
제2흡착제는 수산화칼슘인 흄 처리장치.
According to clause 4,
A fume treatment device in which the second adsorbent is calcium hydroxide.
제1항에 있어서,
상기 제1흡착제:제2흡착제가 사용되는 중량비는 0.1:1 내지 1:0.1인 흄 처리장치.
According to paragraph 1,
A fume treatment device wherein the weight ratio of the first adsorbent:the second adsorbent is 0.1:1 to 1:0.1.
제1항에 있어서,
상기 제1흡착제:제2흡착제가 사용되는 중량비는 상기 저장탱크로부터 유입되는 흄 또는 가스의 성분에 따라서 조절되는 흄 처리장치.
According to paragraph 1,
A fume treatment device in which the weight ratio of the first adsorbent:the second adsorbent is adjusted according to the components of the fume or gas flowing from the storage tank.
제1항에 있어서,
상기 흡착필터의 전단에 상기 유입되는 흄을 응축시키고 상기 응축된 흄을 별도로 배출하는 배출구를 포함하는 데미스터가 배치된 흄 처리장치.
According to paragraph 1,
A fume treatment device in which a demister is disposed in front of the adsorption filter and includes an outlet for condensing the incoming fume and separately discharging the condensed fume.
제8항에 있어서,
상기 데미스터를 통과한 흄 및/또는 가스가 상기 흡착필터로 이송되는 흄 처리장치.
According to clause 8,
A fume treatment device in which fume and/or gas that has passed through the demister are transferred to the adsorption filter.
제8항에 있어서,
상기 배출구로부터 배출되는 상기 응축된 흄은 상기 저장탱크로 다시 회수시키거나, 별도로 처리하는 처리부로 송부되는 흄 처리장치.
According to clause 8,
A fume treatment device in which the condensed fume discharged from the outlet is recovered back to the storage tank or sent to a separate processing unit.
제10항에 있어서,
상기 응축된 흄이 상기 저장탱크로 회수되는 경로에 역류방지 체크 밸브가 포함되는 흄 처리장치.
According to clause 10,
A fume treatment device including a backflow prevention check valve in a path through which the condensed fume is returned to the storage tank.
제1항에 있어서,
상기 흡착필터의 후단부에 별도의 제2데미스터 또는 냉각부가 부가된 흄 처리장치.
According to paragraph 1,
A fume treatment device in which a separate second demister or cooling unit is added to the rear end of the adsorption filter.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 흄 처리장치를 이용하여 흄을 처리하는 방법.A method of treating fume using the fume treatment device according to any one of claims 1 to 12. 공정 설비로 공급되는 냉매를 저장하는 저장탱크;
상기 저장탱크의 내부에 설치되고, 상기 냉매를 가열하는 히터;
상기 공정 설비를 순환하는 냉매의 온도를 제어하는 열교환모듈; 및
상기 저장탱크의 일 측면에 장착된 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 흄 처리장치를 포함하는 반도체 공정 설비용 칠러.
A storage tank for storing refrigerant supplied to process equipment;
A heater installed inside the storage tank and heating the refrigerant;
A heat exchange module that controls the temperature of the refrigerant circulating in the process equipment; and
A chiller for semiconductor processing equipment including the fume treatment device according to any one of claims 1 to 12 mounted on one side of the storage tank.
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