(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体廃ガス、燃料及び酸素を供給する供給部と、
前記供給部に連結されて、前記半導体廃ガスを炎で燃焼させるバーナと、
前記バーナに結合されて前記半導体廃ガスの燃焼により生成されるパーティクルを落下させる燃焼チャンバーと、
前記燃焼チャンバーの一側に設けられて、前記燃焼チャンバーから送られたパーティクルを水で吸着して落下させる湿式タワーと、
前記燃焼チャンバーと湿式タワーとに結合されて、前記燃焼チャンバー及び湿式タワーから落下するパーティクルを水で捕集する水槽タンクと、
を含んでなり、
前記バーナは、
少なくとも１つの半導体廃ガス供給通路、少なくとも１つの燃料供給通路、及び少なくとも１つの酸素供給通路が形成された主胴体と、
前記主胴体の外周端に結合されて、燃料供給空間部及び燃料供給ノズルを形成する燃料ノズル胴体と、
前記主胴体及び燃料ノズル胴体の外周端に結合されて、酸素供給空間部及び酸素供給ノズルを形成する酸素ノズル胴体と、
前記主胴体及び酸素ノズル胴体の外周端に結合されて冷却水空間部を形成すると共に、前記燃焼チャンバーに結合される組立胴体と、
を含んでなり、
かつ、前記主胴体は、
略下端から水平かつ外側方向に所定長さ拡張されると共に、外周面に少なくとも１つのグルーブが形成された拡張部と、
前記拡張部の上に配置され、水平かつ外側方向に前記拡張部の長さより長く延在した第１フランジと、
前記第１フランジの上に配置され、水平かつ外側方向に前記第１フランジの長さより長く延在した第２フランジと、を含み、
前記半導体廃ガス供給通路は、前記主胴体を略上端から下方向に貫通し、前記燃料供給通路は前記主胴体の上端から下方向に延び、その出口が前記拡張部と第１フランジ部との間に形成され、前記酸素供給通路は前記主胴体の上端から下方向に延び、その出口が前記第１フランジと第２フランジとの間に形成されている、
ことを特徴とする半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項２】
前記燃焼チャンバーの下端には前記燃焼チャンバーを支持するチャンバー支持部が更に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項３】
前記供給部は、前記バーナに連結されて半導体廃ガスを供給する少なくとも１つの廃ガス供給管と、前記廃ガス供給管に連結されて半導体廃ガスをバイパスさせる少なくとも１つのバイパス廃ガス供給管と、前記バーナに連結されて燃料を供給する少なくとも１つの燃料供給管と、前記バーナに連結されて酸素を供給する少なくとも１つの酸素供給管とを含んでなることを特徴とする請求項１に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項４】
前記主胴体の拡張部に形成されたグルーブは、下端部の延長線が前記主胴体の下端の中心線の延長線と交差するように所定角度傾斜するように形成されると共に、前記グルーブが、前記燃料ノズル胴体に密着して燃料ノズルが形成され、前記拡張部と第１フランジとに前記燃料ノズル胴体が密着することによって前記主胴体と燃料ノズル胴体との間の空間に燃料空間部が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項５】
前記燃料ノズル胴体は、前記主胴体が結合されるように中央に中央穴部が形成され、下端から水平かつ外側方向に所定長さ延在すると共に、外周面に少なくとも１つのグルーブが形成された拡張部が形成されたことを特徴とする請求項４に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項６】
前記燃料ノズル胴体の拡張部に形成されたグルーブは、前記主胴体の拡張部に形成されたグルーブの角度より大きい角度で傾斜するように形成されると共に、前記燃料ノズル胴体のグルーブが前記酸素ノズル胴体に密着して酸素ノズルが形成され、前記主胴体の第２フランジと前記燃料ノズル胴体のグルーブに前記酸素ノズル胴体が密着することによって、前記主胴体の第１フランジと第２フランジとの間の空間及び燃料ノズル胴体と酸素ノズル胴体との間の空間に酸素空間部が形成されることを特徴とする、請求項５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項７】
前記酸素ノズル胴体は、前記燃料ノズル胴体が結合されるように中央に中央穴部が形成され、下端から水平かつ外側方向に所定長さ延在した拡張部が形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項８】
前記組立胴体は、前記酸素ノズル胴体が結合されるように中央に中央穴部が形成され、前記酸素ノズル胴体の外周端と前記組立胴体の内周端との間の所定空間に冷却水空間部が形成されると共に、前記冷却水空間部には冷却水パイプが連結されることを特徴とする、請求項７に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項９】
前記主胴体には底面の中心が下方に突出する漏斗形の傾斜面が形成され、前記傾斜面の周りには下方向に所定長さ突出した遮断壁が更に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項１０】
前記燃焼チャンバーは、
前記バーナが中央に結合される上部カバーと、
前記バーナの外周端であって前記上部カバーの下端に結合された内部チャンバーと、
前記内部チャンバーの外周端であって前記上部カバーの下端に結合された外部チャンバーと、
を含んでなることを特徴とする請求項１に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項１１】
前記上部カバーと外部チャンバーとの間の空間には冷却水が供給される冷却チューブが設けられると共に、前記冷却チューブには少なくとも１つの貫通ホールが形成されることによって、前記冷却水が前記内部チャンバーと外部チャンバーとの間の空間に噴射されることを特徴とする請求項１０に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項１２】
前記内部チャンバーは、内部上チャンバーと内部下チャンバーとからなり、相互に着脱可能であり、前記外部チャンバーも外部上チャンバーと外部下チャンバーとからなり、相互着脱可能であることを特徴とする請求項１０に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項１３】
前記燃焼チャンバーには、前記外部チャンバーと内部チャンバーとを貫通して前記バーナの下に位置することによって、初期点火を遂行するパイロットバーナが備えられ、前記外部チャンバーと内部チャンバーとを貫通して前記バーナの下に位置することによって、初期点火成功の可否を感知する紫外線センサーが備えられたことを特徴とする請求項１０に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項１４】
前記燃焼チャンバーには所定の圧力のガスを供給し、前記燃焼チャンバーの内壁にパーティクルが蓄積されないようにするパーティクル除去用ガス供給部が更に設けられたことを特徴とする請求項１０に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項１５】
前記パーティクル除去用ガス供給部は、
前記燃焼チャンバーのうち、上部カバーの外側に結合されたガス供給管と、
前記ガス供給管に連結されると共に、前記上部カバーと内部チャンバーとの間の空間に沿ってリング形状に形成されたガスチューブと、
前記ガスチューブに結合されると共に、前記内部チャンバーの内部で所定長さ延在した少なくとも１つのガスノズルを含んでなることを特徴とする請求項１４に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項１６】
前記ガスノズルは、
前記内部チャンバーの内壁に平行となるように形成された直線部と、
前記ガスが前記内部チャンバーの内壁に衝撃を与えられるように、前記直線部の端部から前記内部チャンバーの内壁に向けて折り曲げられた折曲部を含んでなることを特徴とする請求項１５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項１７】
前記ガスノズルは、内部チャンバーの中央を中心にして９０度間隔で４つが形成されたことを特徴とする請求項１５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項１８】
前記ガスノズルは、内部チャンバーの内部から旋風状にガスが供給できるように、前記内部チャンバーの垂直方向に対して所定の角度を傾斜するように形成されたことを特徴とする請求項１５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項１９】
前記パーティクル除去用ガス供給部を通じて供給されるガスは不活性ガスであることを特徴とする請求項１５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項２０】
前記パーティクル除去用ガス供給部を通じて供給されるガスはパルス状に提供されることを特徴とする請求項１５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項２１】
前記燃焼チャンバーのうち、外部チャンバーの下には下に向かって略漏斗状の下部チャンバーが前記外部チャンバーから脱着可能に装着され、前記下部チャンバーの内側には下方に向かって略漏斗形状をなすことにより、燃焼後に生成されたパーティクルを湿式タワー及び水槽タンクに案内するパーティクルガイド部材が装着されたことを特徴とする請求項１５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項２２】
前記パーティクルガイド部材には前記水槽タンクからの煙霧が前記燃焼チャンバーの内部に流入しないように不活性ガスを噴射する不活性ガスチューブが更に設けられたことを特徴とする請求項２１に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項２３】
前記下部チャンバーには前記燃焼チャンバーを支持すると共に、前記燃焼チャンバーが分離できるようにするチャンバー支持部が設けられたことを特徴とする請求項２１に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項２４】
前記チャンバー支持部は、
下端に直線状に設けられた１対のガイドレールと、
前記ガイドレールに設けられて水平方向に所定距離往復動可能なガイドブロックと、
前記ガイドブロックに設けられると共に、上部方向に所定距離延在し、上部には水平面と、前記水平面に連結されると共に、所定角度を有して下降する下降面が形成された支持台と、
前記支持台を相互に連結する支持棒を含み、
前記下部チャンバーにはローラが設けられると共に、前記ローラは前記支持台の水平面または下降面に沿ってスライディング可能に結合されたことを特徴とする請求項２３に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項２５】
前記湿式タワーは、
ベース噴射ノズルを有する円筒形状のベースタワーと、
前記ベースタワーの上部に着脱可能であると共に、内部に第１フィルタ及び第１噴射ノズルを有する円筒形状の第１タワーと、
前記第１タワーの上部に着脱可能であると共に、内部に第２フィルタ及び第２噴射ノズルを有する円筒形状の第２タワーと、
前記第２タワーの上部に着脱可能であると共に、内部に第３フィルタ及び第３噴射ノズルを有する円筒形状の第３タワーと、
前記第３タワーの上部に着脱可能であると共に、内部に多数の衝撃板及びガス供給パイプを有する円筒形状の第４タワーと、を含み、
前記第１タワー及び第２タワーと、前記第３タワー及び第４タワーとは、互いに順序を変えて着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項２６】
前記第１タワー及び第２タワーは、高さ及び直径が互いに同一であり、前記第３タワー及び第４タワーも高さ及び直径が互いに同一であり、前記第１、第２タワー及び第３、第４タワーは、相互の高さが異なるように形成されたことを特徴とする請求項２５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項２７】
前記第１タワーに結合された第１フィルタ、前記第２タワーに結合された第２フィルタ、及び第３タワーに結合された第３フィルタの空隙率は、前記第１フィルタ、第２フィルタ、及び第３フィルタの順に小さくなることを特徴とする請求項２５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項２８】
前記ベース噴射ノズルを通じて新たな水が供給され、前記第１、第２、第３噴射ノズルを通じて前記水槽タンクから浄化された水が供給されることを特徴とする請求項２５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項２９】
前記第４タワーの上端には上部が開放されたカバーが結合され、前記カバーには圧力感知ポート、温度感知ポート、及び低温空気供給ポートが備えられた第１排気管が結合され、前記第１排気管の上端には排気量を調節できるように排気量調節部材を有する第２排気管が結合されたことを特徴とする請求項２５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項３０】
前記ベースタワーは、前記燃焼チャンバー及び水槽タンクに各々中間連結管及び下部連結管を通じて結合され、前記ベース噴射ノズルは、上部の第１タワーに結合された第１フィルタに向かって水を上方向に噴射できるように設けられたことを特徴とする請求項２５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項３１】
前記ベースタワーには、内部圧力を感知できるように圧力感知ポートが更に形成されたことを特徴とする請求項２５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項３２】
前記第１タワーの第１噴射ノズルは、前記第１フィルタの上から下に水を噴射できるように設けられたことを特徴とする請求項２５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項３３】
前記第１タワーには、表面に内部の第１フィルタを肉眼で観察できるように透明第１ウィンドウが更に設けられたことを特徴とする請求項２５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項３４】
前記第２タワーの第２噴射ノズルは、前記第２フィルタの上から下に水を噴射できるように設けられたことを特徴とする請求項２５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項３５】
前記第２タワーには、表面に内部の第２フィルタを肉眼で観察できるように透明第２ウィンドウが更に設けられたことを特徴とする請求項２５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項３６】
前記第３タワーの第３噴射ノズルは、前記第３フィルタの上から下に水を噴射できるように設けられたことを特徴とする請求項２５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項３７】
前記第４タワーの衝撃板は、多数の貫通孔が形成されると共に、上下方向に多数枚が相互に所定距離離隔して配置され、前記上下方向に配置された衝撃板の貫通孔は、互いに千鳥状に配置され、前記ガス供給パイプは前記衝撃板の上から下方向に不活性ガスを供給するように設けられたことを特徴とする請求項２５に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項３８】
前記水槽タンクは、
前記燃焼チャンバーと湿式タワーとの下部に結合され、前記燃焼チャンバーと湿式タワーとから落下する水及びパーティクルを捕集する第１領域と、
前記第１領域から隔壁により分割形成され、前記第１領域からパーティクルが濾過されて水が供給される第２領域と、
前記第１領域と第２領域との間に設けられて、前記水からパーティクルを濾過するフィルタ部と、
を含んでなることを特徴とする請求項１に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項３９】
前記第１領域には、前記水及びパーティクルを共に外部に排出するドレーンポンプが更に連結されたことを特徴とする請求項３８に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項４０】
前記ドレーンポンプには、水とパーティクルを吸入し、排出できるように液体吸入ポート及び液体排出ポートが備えられ、また前記ドレーンポンプに空気圧を提供して動作させることができるように空気吸入ポート及び空気排出ポートが備えられ、前記空気排出ポートには少なくとも１つのバブル発生器がパイプで連結されると共に、前記バブル発生器は前記水槽タンクの第１領域に一定深さが浸漬されていることを特徴とする請求項３９に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項４１】
前記ドレーンポンプは、空圧式ダイヤフラムポンプであることを特徴とする請求項４０に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項４２】
前記バブル発生器は、ドレーンポンプの騷音の減少のための消音器であることを特徴とする請求項４０に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項４３】
前記バブル発生器は、ドレーンポンプから空気が排出される度に水槽タンク内の水にバブルを発生させることによって、水に捕集されたパーティクルが底面に堆積されず、持続的に水に浮遊するようにすることを特徴とする請求項４０に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【請求項４４】
前記水槽タンクは、前記第２領域に循環ポンプの吸入ポートが連結され、前記循環ポンプの排出ポートは熱交換器を通じて前記湿式タワーに連結されたことを特徴とする請求項４０に記載の半導体廃ガス処理用スクラバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体廃ガス処理用スクラバに関し、より詳しくは、半導体製造時に発生される廃ガスを高温の炎で燃焼した後、水で濾過及び捕集し、続いて濾過されたガスを大気中に排出する半導体廃ガス処理用スクラバに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体製造工程においてウエハ上に薄膜を形成し、またはエッチングのために使われる種々の反応ガスは、酸化成分、リン化物成分及び有毒成分などを有しているので、使用を終えた反応ガス（以下、廃ガスと称する）をそのまま大気中に排出する場合、人体に有害であるだけでなく、環境汚染を誘発させることになる。これによって、半導体設備の排気ラインには廃ガスの酸化成分、リン化物成分及び有毒成分などを除去した後、大気中に排出させるためのスクラバが設けられる。
【０００３】
このように、半導体製造工程中、半導体廃ガスを除去するスクラバは、３つに大別される。第１に、間接燃焼湿式型であって、誘導加熱方式を利用して廃ガスを焼いた後、水を利用して再度濾過する方法であって、ヒートウェットスクラバ（heat wet scrubber）ともいう。第２に、湿式型であって、水を利用して廃ガスを捕集した後、水を浄化する方法であってウェットスクラバ（wet scrubber）ともいう。第３に、直接燃焼湿式型であって、高温の炎で廃ガスを焼いた後、水を利用して捕集する方法であってバーンウェット（burn wet）ともいう。
【０００４】
ここで、前記半導体廃ガスは、主にシリコンを含んだガスが最も多く、これは前記ヒートウェットスクラバまたはバーンウェット方法を利用した場合、多量のパーティクルを生成する特性がある。このようなパーティクルの生成化学式の一例を表せば下の通りである。
ＳｉＨ４（ガス）＋２Ｏ２→ＳｉＯ２（パーティクル）＋２Ｈ２Ｏ
【０００５】
このように半導体廃ガスを燃焼することになれば多量のパーティクルが生成され、これを、水を利用して濾過及び捕集すれば半導体廃ガスの有害成分の濃度を顕著に低めることができる。
【０００６】
しかしながら、このような従来の半導体廃ガス処理用スクラバは次のような多くの問題がある。
【０００７】
第１に、従来のスクラバは前記半導体廃ガスを燃焼させるバーナの効率が優れなくて、前記半導体廃ガスを完壁に燃焼させられない問題がある。即ち、前記バーナには半導体廃ガスだけでなく、燃料及び酸素も共に供給されるが、これら半導体廃ガス、燃料及び酸素は互いに平行した方向に供給されるので、互いに速かに混合されないで、したがってバーナによる半導体廃ガスの燃焼効率が低調であるという問題がある。
【０００８】
第２に、半導体廃ガスの燃焼後生成されるパーティクルは、引力と摩擦力とにより燃焼チャンバーの内壁に順次厚く沈積され、時間が経ることによってより堅く固化される。したがって、一定時間後には燃焼チャンバーの内壁を手作業で一々掃除しなければならない不便な問題がある。一般に、このような燃焼チャンバーの内壁は通常３日乃至４日に一回掃除されなければならない。
【０００９】
第３に、上記のように燃焼チャンバーを掃除するためには、スクラバケースから前記燃焼チャンバーを完全に分離しなければならない。しかしながら、従来のスクラバでは前記燃焼チャンバー自体が多数のボルト及びナットにより固定された状態であるため、前記燃焼チャンバーの相互間分離及び結合作業時間が非常に長くかかる問題がある。
【００１０】
第４に、上記のようにウェットスクラバまたはバーンウェット方式のスクラバは、一定量の水を噴射する湿式タワーを含むことができる。このような湿式タワーでは、通常、水の噴射と共に、多数のフィルタを設置してパーティクルを濾過及び除去することになる。ところが、このような湿式タワーは多様な工程条件及び装備の状態とは関係なく、一度組立てられれば、その組立状態を変更できず、続けて使用しなければならない非効率な問題がある。併せて、従来の湿式タワーでは、内部掃除時に特定領域のみ掃除してもよい場合があるが、この時にも湿式タワーの全体を分離しなければ掃除することができないので、掃除時間が長くかかる問題がある。
【００１１】
第５に、上記のようなウェットスクラバまたはバーンウェット方式のスクラバは、一定量の水が受容されている水槽タンクを含むことができる。このような水槽タンクはバーナの炎により半導体廃ガスから生成されたパーティクルが水に捕集されるようにする役目をする。勿論、このようなパーティクル及び水は外部に一定時間毎に排出され、その水槽タンクには新たな水が供給されることができる。ところが、上記のように水槽タンク内の水に捕集されたパーティクルは時間が経るにつれて、その重さにより底面に沈降して堆積することになる。自重により底面に堆積されたパーティクルは、自重により、時間が経ることによってより厚く堆積され、結局、水排出動作時にも水槽タンクの底面に固着されて外部に排出されない。したがって、従来では水槽タンクを別途に分離して一定周期毎に掃除しなければならず、これによって人力と時間があまりにたくさんかかる問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前述した従来の問題を克服するためのものであって、本発明の目的はバーナの構造を改善して半導体廃ガスの燃焼効率を向上させることができる半導体廃ガス処理用スクラバを提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、燃焼チャンバーの内壁に所定の圧力を有するパルス波を提供して、燃焼チャンバーの内壁にパーティクルが蓄積されないようにした半導体廃ガス処理用スクラバを提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、燃焼チャンバーが容易に分離でき、またその下部に、燃焼チャンバーの着脱に便利であるようにチャンバーの支持部を設置することによって、燃焼チャンバーのメインテナンスが便利な半導体廃ガス処理用スクラバを提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、半導体製造工程及び排気条件などによって湿式タワーの上・下段結合状態を任意に変更できる半導体廃ガス処理用スクラバを提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、水槽タンクの水に周期的に空気バブルを発生させて、捕集されたパーティクルが底面に固着しないようにしつつ、外部に排出できる半導体廃ガス処理用スクラバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の半導体廃ガス処理用スクラバは、半導体廃ガス、燃料及び酸素を供給する供給部と、前記供給部に連結されて、前記半導体廃ガスを炎で燃焼させるバーナと、前記バーナに結合されて前記半導体廃ガスの燃焼により生成されるパーティクルを落下させる燃焼チャンバーと、前記燃焼チャンバーの一方の側に設けられ、前記燃焼チャンバーから送られたパーティクルを水で吸着して落下させる湿式タワーと、前記燃焼チャンバーと湿式タワーとに結合されて、前記燃焼チャンバー及び湿式タワーから落下するパーティクルを水で捕集する水槽タンクと、を含んでなることを特徴とする。
【００１８】
前記燃焼チャンバーの下には前記燃焼チャンバーを支持するチャンバー支持部が更に設けられたことを特徴とする。
【００１９】
前記供給部は、前記バーナに連結されて半導体廃ガスを供給する少なくとも１つの廃ガス供給管と、前記廃ガス供給管に連結されて半導体廃ガスをバイパスさせる少なくとも１つのバイパス廃ガス供給管と、前記バーナに連結されて燃料を供給する少なくとも１つの燃料供給管と、前記バーナに連結されて酸素を供給する少なくとも１つの酸素供給管を含んでなることを特徴とする。
【００２０】
前記バーナは、少なくとも１つの半導体廃ガス供給通路、少なくとも１つの燃料供給通路及び少なくとも１つの酸素供給通路が形成された主胴体と、前記主胴体の外周端に結合されて、燃料供給空間部及び燃料供給ノズルを形成する燃料ノズル胴体と、前記主胴体及び燃料ノズル胴体の外周端に結合されて、酸素供給空間部及び酸素供給ノズルを形成する酸素ノズル胴体と、前記主胴体及び酸素ノズル胴体の外周端に結合されて冷却水空間部を形成すると共に、前記燃焼チャンバーに結合される組立胴体と、
を含んでなることを特徴とする。
【００２１】
前記主胴体は、略下端から水平外側方向に所定長さ拡張されると共に、外周面に少なくとも１つのグルーブが形成された拡張部と、前記拡張部の上に配置され水平、かつ、外側方向に前記拡張部の長さより長く延びた第１フランジと、前記第１フランジの上に配置され水平、かつ、外側方向に前記第１フランジの長さより長く延びた第２フランジと、を含み、前記半導体廃ガス供給通路は、前記主胴体を略上部から下方に貫通し、前記燃料供給通路は前記主胴体の上から下方に延び、その出口が前記拡張部と第１フランジ部との間に形成され、前記酸素供給通路は前記主胴体の上部から下方に延び、その出口が前記第１フランジと第２フランジとの間に形成されたことを特徴とする。
【００２２】
前記主胴体の拡張部に形成されたグルーブは、下端からの延長線が前記主胴体の下端の中心線の延長線と交わるように所定角度傾斜するように形成されると共に、前記グルーブが前記燃料ノズル胴体に密着して燃料ノズルが形成され、前記拡張部と第１フランジに前記燃料ノズル胴体が密着することによって前記主胴体と燃料ノズル胴体との間の空間に燃料空間部が形成されることを特徴とする。
【００２３】
前記燃料ノズル胴体は、前記主胴体が結合されるように中央に中央穴部が形成され、下端から水平かつ外側方向に所定の長さ延びると共に、外周面に少なくとも１つのグルーブが形成された拡張部が形成されたことを特徴とする。
【００２４】
前記燃料ノズル胴体の拡張部に形成されたグルーブは、前記主胴体の拡張部に形成されたグルーブの角度より大きい角度で傾斜するように形成されると共に、前記燃料ノズル胴体のグルーブが前記酸素ノズル胴体に密着して酸素ノズルが形成され、前記主胴体の第２フランジと前記燃料ノズル胴体のグルーブとに前記酸素ノズル胴体が密着することによって、前記主胴体の第１フランジと第２フランジとの間の空間及び燃料ノズル胴体と酸素ノズル胴体との間の空間に酸素空間部が形成されることを特徴とする。
【００２５】
前記酸素ノズル胴体は、前記燃料ノズル胴体が結合されるように、中央に中央穴部が形成され、下端から水平かつ外側方向に所定の長さ延びた拡張部が形成されたことを特徴とする。
【００２６】
前記組立胴体は、前記酸素ノズル胴体が結合されるように、中央に中央穴部が形成され、前記酸素ノズル胴体の外周端と前記組立胴体の内周短との間の所定空間に冷却水空間部が形成されると共に、前記冷却水空間部には冷却水パイプが連結されることを特徴とする。
【００２７】
前記主胴体には底面の中心が下方に突出するように漏斗形の傾斜面が形成され、前記傾斜面の周りには下方向に所定長さ突出した遮断壁が更に形成されたことを特徴とする。
【００２８】
前記燃焼チャンバーは、前記バーナが中央に結合される上部カバーと、前記バーナの外周端であって前記上部カバーの下端に結合された内部チャンバーと、前記内部チャンバーの外周端であって前記上部カバーの下端に結合された外部チャンバーと、を含んでなることを特徴とする。
【００２９】
前記上部カバーと外部チャンバーとの間の空間には冷却水が供給される冷却チューブが設けられると共に、前記冷却チューブには少なくとも１つの貫通ホールが形成されることによって、前記冷却水が前記内部チャンバーと外部チャンバーとの間の空間に噴射されることを特徴とする。
【００３０】
前記内部チャンバーは、内部上チャンバーと内部下チャンバーとからなり、相互に着脱可能であり、前記外部チャンバーは、外部上チャンバーと外部下チャンバーとからなり、相互に着脱可能であることを特徴とする。
【００３１】
前記燃焼チャンバーには、前記外部チャンバーと内部チャンバーとを貫通して前記バーナの下端に位置することによって、初期点火を遂行するパイロットバーナが備えられ、前記外部チャンバーと内部チャンバーとを貫通して前記バーナの下端に位置することによって、初期点火成功の可否を感知する紫外線センサーが備えられたことを特徴とする。
【００３２】
前記燃焼チャンバーには所定圧力のガスが供給され、前記燃焼チャンバーの内壁にパーティクルが蓄積されないようにするパーティクル除去用ガス供給部が更に設けられたことを特徴とする。
【００３３】
前記パーティクル除去用ガス供給部は、前記燃焼チャンバーのうち、上部カバーの外側に結合されたガス供給管と、前記ガス供給管に連結されると共に、前記上部カバーと内部チャンバーとの間の空間に沿ってリング状に形成されたガスチューブと、前記ガスチューブに結合されると共に、前記内部チャンバーの内部に所定長さ延在した少なくとも１つのガスノズルを含んでなることを特徴とする。
【００３４】
前記ガスノズルは、前記内部チャンバーの内壁に平行となるように形成された直線部と、前記ガスが前記内部チャンバーの内壁に衝撃を与えられるように、前記直線部の端部から前記内部チャンバーの内壁に向けて折り曲げられた折曲部を含んでなることを特徴とする。
【００３５】
前記ガスノズルは、内部チャンバーの中央を中心にして９０度間隔で４つが形成されたことを特徴とする。
【００３６】
前記ガスノズルは、内部チャンバーの内部から旋風状にガスが供給できるように、前記内部チャンバーの垂直方向に対して所定角度傾斜するように形成されたことを特徴とする。
【００３７】
前記パーティクル除去用ガス供給部を通じて供給されるガスは不活性ガスであることを特徴とする。
【００３８】
前記パーティクル除去用ガス供給部を通じて供給されるガスは、パルス状に供給されることを特徴とする。
【００３９】
前記燃焼チャンバーのうち、外部チャンバーの下には下方に向かって略漏斗状の下部チャンバーが前記外部チャンバーから脱着可能に装着され、前記下部チャンバーの内側には下方に向かって略漏斗形態をなすことにより、燃焼後に生成されたパーティクルを湿式タワー及び水槽タンクに案内するパーティクルガイド部材が装着されたことを特徴とする。
【００４０】
前記パーティクルガイド部材には前記水槽タンクからの煙霧が前記燃焼チャンバーの内部に流入しないように不活性ガスを噴射する不活性ガスチューブが更に設けられたことを特徴とする。
【００４１】
前記下部チャンバーには前記燃焼チャンバーを支持すると共に、前記燃焼チャンバーが分離できるようにするチャンバー支持部が設けられたことを特徴とする。
【００４２】
前記チャンバー支持部は、下端部に直線状に設けられた１対のガイドレールと、前記ガイドレールに設けられて水平方向に所定距離往復動可能なガイドブロックと、前記ガイドブロックに設けられると共に、上方向に所定距離延在し、上部には水平面と、前記水平面に連結されると共に、所定角度を有して下降する下降面が形成された支持台と、前記支持台を相互に連結する支持棒を含み、前記下部チャンバーにはローラが設けられると共に、前記ローラは前記支持台の水平面または下降面に沿ってスライディング可能に結合されることを特徴とする。
【００４３】
前記湿式タワーは、ベース噴射ノズルを有する円筒形状のベースタワーと、前記ベースタワーの上に着脱可能であると共に、内部に第１フィルタ及び第１噴射ノズルとを有する円筒形状の第１タワーと、前記第１タワーの上に着脱可能であると共に、内部に第２フィルタ及び第２噴射ノズルを有する円筒形状の第２タワーと、前記第２タワーの上に着脱可能であると共に、内部に第３フィルタ及び第３噴射ノズルを有する円筒形状の第３タワーと、前記第３タワーの上に着脱可能であると共に、内部に多数の衝撃板及びガス供給パイプを有する円筒形状の第４タワーと、を含み、前記第１タワー及び第２タワーと、前記第３タワー及び第４タワーは、互いに順序を変えて着脱可能であることを特徴とする。
【００４４】
前記第１タワー及び第２タワーは、高さ及び直径が互いに同一であり、前記第３タワー及び第４タワーも高さ及び直径が互いに同一であり、前記第１、第２タワー及び第３、第４タワーは、相互に高さが異なるように形成されたことを特徴とする。
【００４５】
前記第１タワーに結合された第１フィルタ、前記第２タワーに結合された第２フィルタ及び第３タワーに結合された第３フィルタの空隙率は、前記第１フィルタ、第２フィルタ及び第３フィルタの順に小さくなることを特徴とする。
【００４６】
前記ベース噴射ノズルを通じて新たな水が供給され、前記第１、第２、第３噴射ノズルを通じて前記水槽タンクから浄化された水が供給されることを特徴とする。
【００４７】
前記第４タワーの上端には上部が開放されたカバーが結合され、前記カバーには圧力感知ポート、温度感知ポート及び低温空気供給ポートが備えられた第１排気管が結合され、前記第１排気管の上端には排気量を調節できるように排気量調節部材を有する第２排気管が結合されたことを特徴とする。
【００４８】
前記ベースタワーは、前記燃焼チャンバー及び水槽タンクに各々中間連結管及び下部連結管を通じて結合され、前記ベース噴射ノズルは上部の第１タワーに結合された第１フィルタに向かって水を上方向に噴射できるように設けられたことを特徴とする。
【００４９】
前記ベースタワーには、内部圧力が感知できるように圧力感知ポートが更に形成されたことを特徴とする。
【００５０】
前記第１タワーの第１噴射ノズルは、前記第１フィルタの上から下に水を噴射できるように設けられたことを特徴とする。
【００５１】
前記第１タワーには、表面に内部の第１フィルタを肉眼で観察できるように透明第１ウィンドウが更に設けられたことを特徴とする。
【００５２】
前記第２タワーの第２噴射ノズルは、前記第２フィルタの上から下に水を噴射できるように設けられたことを特徴とする。
【００５３】
前記第２タワーには、表面に内部の第２フィルタを肉眼で観察できるように透明第２ウィンドウが更に設けられたことを特徴とする。
【００５４】
前記第３タワーの第３噴射ノズルは、前記第３フィルタの上から下に水を噴射できるように設けられたことを特徴とする。
【００５５】
前記第４タワーの衝撃板は多数の貫通孔が形成されると共に、上下方向に多数枚が相互に所定距離離隔して配置され、前記上下方向に配置された衝撃板の貫通孔は互いに千鳥状に配置され、前記ガス供給パイプは前記衝撃板の上から下方向に不活性ガスを供給するように設けられたことを特徴とする。
【００５６】
前記水槽タンクは、前記燃焼チャンバーと湿式タワーとの下部に結合され、前記燃焼チャンバーと湿式タワーとから落下する水及びパーティクルを捕集する第１領域と、前記第１領域から隔壁により分割形成され、前記第１領域からパーティクルが濾過された水が供給される第２領域と、前記第１領域と第２領域との間に設けられて、前記水からパーティクルを濾過するフィルタ部と、を含んでなることを特徴とする。
【００５７】
前記第１領域には、前記水及びパーティクルを共に外部に排出するドレーンポンプが更に連結されたことを特徴とする。
【００５８】
前記ドレーンポンプには、水とパーティクルを吸入し排出できるように液体吸入ポート及び液体排出ポートが備えられ、また前記ドレーンポンプに空気圧を提供して動作させることができるように空気吸入ポート及び空気排出ポートが備えられ、前記空気排出ポートには少なくとも１つのバブル発生器がパイプで連結されると共に、前記バブル発生器は前記水槽タンクの第１領域に一定深さが漬かっていることを特徴とする。
【００５９】
前記ドレーンポンプは空圧式ダイヤフラムポンプであることを特徴とする。
【００６０】
前記バブル発生器は、ドレーンポンプの騷音の減少のための消音器であることを特徴とする。
【００６１】
前記バブル発生器は、ドレーンポンプから空気が排出される度に水槽タンク内の水にバブルを発生させることによって、水に捕集されたパーティクルが底面に堆積されず、持続的に水に浮遊するようにすることを特徴とする。
【００６２】
前記水槽タンクは、前記第２領域に循環ポンプの吸入ポートが連結され、前記循環ポンプの排出ポートは熱交換器を通じて前記湿式タワーに連結されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００６３】
前述したように、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバは、半導体製造工程で発生する廃ガスを燃焼した後、生成されたガスを確実に濾過して大気に安全に排出させることができ、装置を容易に維持管理及び補修することができ、燃焼後に生成されたパーティクルの沈殿濾過時に濾過物の流入による装置の故障を減少させることができる。
【００６４】
また、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、バーナは燃料と酸素の混合を促進することができ、燃料及び酸素の混合ガスが廃ガスと混合されないようにすることができ、廃ガスの燃焼前相互混合が防止できるので、究極的に廃ガスの燃焼効率を向上させることができる。
【００６５】
また、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、燃焼チャンバー及びその内部に装着されたパーティクル除去装置は、燃焼チャンバーの内部にパルス状に不活性ガス（例えば、窒素ガス）を提供し、また、このような不活性ガスは燃焼チャンバーの内壁に所定の衝撃を与えることによって、結局、前記燃焼チャンバーの内壁にパーティクルが沈積されなくなる。
【００６６】
また、本発明は不活性ガスが噴射される噴射ノズルが一定間隔を置いて多数個が備えられると共に、燃焼チャンバーの垂直方向に対して所定角度傾斜するように形成されることによって、燃焼チャンバーの内部に不活性ガスが自然に旋風状に提供される。したがって、燃焼チャンバーの内壁に沈積できるパーティクルがより効率よく除去及び分離される。実際に、本発明はこのような不活性ガスの供給により、燃焼チャンバーの掃除間隔が３〜４日から３〜４ケ月に延びることを確認することができる。
【００６７】
併せて、本発明は廃ガスの種類によって多様な形態で不活性ガスを燃焼チャンバーの内部に供給することによって、不要な不活性ガスの浪費を防ぐこともできる。例えば、多量のシリコンを含んだ廃ガスが流入する場合には、バーナの動作中、続けて不活性ガスをパルス状に供給し、少量のシリコンを含んだ廃ガスが流入する場合には、一定時間、間歇的に不活性ガスを供給し、または燃焼チャンバーの内部圧力が大気圧の近くになれば不活性ガスを供給することによって、その不活性ガスの使用量を最小化することができる。
また、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、湿式タワーは第１タワーと第２タワーの位置を互いに変えて設置することができ、また第３タワーと第４タワーの位置を互いに変えて設置することができるので、工程及び装備の状態によって多様な形態で任意変更して湿式タワーを運用できることになる。
【００６８】
勿論、これによって、本発明は、湿式タワーのうち希望するタワーのみを選んで分離することができ、またこれによって、希望するタワーのみを選択的に掃除することができるので、掃除時間を極めて短縮できることになる。
【００６９】
また、上記のようにして、本発明は、パーティクルによりフィルタ及び衝撃板が塞がって内部圧力が上昇する場合、ガス供給パイプを通じて強制的に所定圧力の不活性ガスを下部方向に供給することによって、パーティクルによる閉塞状態を改善し、また掃除周期を長く維持できることになる。
【００７０】
併せて、上記のようにして、本発明は、第１タワーに備えられた第１フィルタに下部のベース噴射ノズルと、上部の第１噴射ノズルから同時に水が噴射されることによって、第１フィルタに沈積または堆積できるパーティクルの量を最小化させることができることになる。勿論、これによって、掃除周期をより長く維持できることになる。
【００７１】
さらに、上記のようにして、本発明は、第１タワー及び第２タワーに透明第１ウィンドウ及び透明第２ウィンドウが設けられることによって、肉眼で前記第１タワーの第１フィルタ及び第２タワーの第２フィルタを観察できることになり、したがって、第１フィルタ及び第２フィルタの掃除周期を正確に把握できることになる。
【００７２】
また、上記のようにして、本発明による半導体廃ガス処理用スクラバのうち、水槽タンク及びそれに装着されたパーティクル除去装置は、水槽タンク内の水に周期的にバブルを発生させる。したがって、水槽タンクの底面にパーティクルが堆積されないようにし、またパーティクルが既に堆積されているとしてもそれを細かく砕いて水に浮遊するようにすることで、ドレーンポンプの排出動作時、パーティクルと水が共に容易に外部に排出される効果がある。勿論、このような動作により、本発明は、水槽タンクのメインテナンス作業または掃除周期を長くすることができる効果もある。
【００７３】
また、上記のようにして、本発明は、追加的な機構構造物なしにドレーンポンプの動作時に捨てられる空気を再使用することによって、別途の製造費用が更に上昇しない効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７４】
以下、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる程度に本発明の好ましい実施形態を添付の図面を参照しつつ詳細に説明すれば次の通りである。
【００７５】
図１は、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバ１０００の主要構成を示す斜視図である。
【００７６】
図示したように、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバ１０００は、半導体廃ガス、燃料及び酸素を供給する供給部１１００と、前記供給部１１００に連結されて、前記半導体廃ガスを炎で燃焼させるバーナ１２００と、前記バーナ１２００に結合されて前記半導体廃ガスの燃焼により生成されるパーティクルなどを落下させる燃焼チャンバー１３００と、前記燃焼チャンバー１３００の下に設けられてそれを支持するチャンバー支持部１４００と、前記燃焼チャンバー１３００の一方の側に設けられて、前記燃焼チャンバー１３００から伝えられたパーティクルなどを水で吸着して落下させると共に、濾過されたガスを大気に排出する湿式タワー１５００と、前記燃焼チャンバー１３００と湿式タワー１５００とに結合されて、前記燃焼チャンバー１３００及び湿式タワー１５００から落下するパーティクルなどを水で捕集及び排出する水槽タンク１６００とを含む。
【００７７】
ここで、前記燃焼チャンバー１３００と湿式タワー１５００とは、各々中間連結管１３５３と１５１３とにより相互連結されることができる。また、前記燃焼チャンバー１３００と水槽タンク１６００とは、前記中間連結管１３５３及び下部連結管１３５４を介して相互連結され、前記湿式タワー１５００と水槽タンク１６００は他の下部連結管１５１４を介して連結されている。
【００７８】
図２ａ乃至図２ｃは、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバ１０００を示す正断面図、左側断面図及び右側断面図である。
【００７９】
図示したように、供給部１１００は、バーナ１２００に半導体廃ガス、燃料及び酸素を供給する役目をする。このような供給部１１００は略多数の廃ガス供給管１１１１と、多数のバイパス廃ガス供給管１１１２と、少なくとも１つの燃料供給管１１１５と、少なくとも１つの酸素供給管１１１６とを含む。図面中、未説明符号１１１３は３方向バルブであり、１１１４はセンサーユニットである。このような供給部１１００についての詳細は後述する。
【００８０】
前記バーナ１２００は、前記供給部１１００から供給される半導体廃ガス、燃料及び酸素を適切に混合させると共に、炎を発生させることによって、それらを燃焼させてパーティクルなどに変換させる役目をする。このようなバーナ１２００は、半導体廃ガス、燃料及び酸素が通過する主胴体（図面符号未図示）と、燃料供給ノズルの役目をする燃料ノズル胴体（図面符号未図示）と、酸素供給ノズル役目をする酸素ノズル胴体（図面符号未図示）と、一定量の冷却水を受容すると共に、前記燃焼チャンバー１３００にバーナ１２００が固定されるようにする組立胴体（図面符号未図示）などを含む。このようなバーナ１２００についての詳細は後述する。
【００８１】
前記燃焼チャンバー１３００は、前記バーナ１２００の熱気が外部に流出しないようにすることは勿論、前記バーナ１２００により生成されたパーティクル及び残留ガスなどが燃焼チャンバー１３００の一方の側に配置された湿式タワー１５００または燃焼チャンバー１３００の下に配置された水槽タンク１６００に向かうようにする。このような燃焼チャンバー１３００は、前記バーナ１２００が中央に結合される上部カバー１３１０と、上部カバー１３１０の底面と前記バーナ１２００の外周縁とから下側に所定長さ延在して形成された内部チャンバー１３２０と、前記内部チャンバー１３２０の外周縁を取り囲み、前記上部カバー１３１０の底面から所定長さで延在して形成された外部チャンバー１３３０とを含む。併せて、前記燃焼チャンバー１３００の内部に前記バーナ１２００の炎から生成されたパーティクルが内壁に沈積されないようにするパーティクル除去用ガス供給部１３６０が更に設けられている。このような燃焼チャンバー１３００及びパーティクル除去用ガス供給部１３６０についての詳細は後述する。
【００８２】
前記チャンバー支持部１４００は、前記燃焼チャンバー１３００の下に設けられており、これは前記燃焼チャンバー１３００の下で前記燃焼チャンバー１３００を上方向に支持する役目をする。後述するが、このようなチャンバー支持部１４００を側方に動かすことによって、前記燃焼チャンバー１３００を容易に分離することができる。これは以下に詳述する。
【００８３】
前記湿式タワー１５００は、前記燃焼チャンバー１３００から送られたパーティクル及びガスなどを水で濾過及び捕集して下部の水槽タンク１６００に送り、濾過された清浄なガスを外部に排出する役目をする。このような湿式タワー１５００は、ベースタワー１５１０、第１タワー１５２０、第２タワー１５３０、第３タワー１５４０及び第４タワー１５５０を含む。このような湿式タワー１５００についても詳細に後述する。
【００８４】
ここで、前述したように、前記燃焼チャンバー１３００と湿式タワー１５００は、各々中間連結管１３５３、１５１３により連結されている。また、前記燃焼チャンバー１３００は、中間連結管１３５３及び下部連結管１３５４を介して下部の水槽タンク１６００に連結されている。また前記湿式タワー１５００は、下部連結管１５１４を介して水槽タンク１６００に連結されている。
【００８５】
前記水槽タンク１６００は、前記燃焼チャンバー１３００及び湿式タワー１５００から落下するパーティクルなどを水で捕集する役目をする。また、前記水槽タンク１６００は、前記捕集されたパーティクルを外部に排出し、水を浄化して前記湿式タワー１５００に送る役目をする。このような水槽タンク１６００は、前記燃焼チャンバー１３００及び湿式タワー１５００に連結された第１領域１６１３と、前記第１領域１６１３からパーティクルを分離して清潔な水のみ受容する第２領域１６１４（図２ｂ参照）と、前記第１領域１６１３と第２領域１６１４との間に設けられて水を濾過するフィルタ部１６１７とを含む。ここで、前記第１領域１６１３にはパーティクルが堆積しないように所定時間毎に水中に空気バブルを作るバブル発生器１６３０が設けられている。併せて、このようなバブル発生器１６３０を動作させると共に、前記第１領域１６１３からパーティクル及び水を共に排出するためのドレーンポンプ１６２０も設けられている。また前記第２領域１６１４には、そこから濾過された水を吸入して湿式タワー１５００に送るための循環ポンプ１６４０（図２ｂ参照）及び水を冷却させるための熱交換器１６５０（図２ｃ参照）も設けられている。このような水槽タンク１６００についてもより詳細に後述する。
【００８６】
図面中、未説明符号１７０１は本発明によるスクラバ１０００の外観を形成するケースであり、１７０２は操作パネルであり、１７０３はキャスターである。
【００８７】
図３は、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバ１０００の外観を示す正面図である。
【００８８】
前述した供給部、バーナ、燃焼チャンバー、チャンバー支持部、湿式タワー及び水槽タンクなどは、全て図３に示すように、略四角ケース１７０１の内部に設けられることができる。また、前記ケース１７０１の前には前記各構成要素が制御できる操作パネル１７０２が設けられることができる。併せて、前記ケース１７０１の下部には多数のキャスター１７０３が装着できる。
【００８９】
図４は、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバ１０００、２０００が相互連結された状態を示す左側断面図である。
【００９０】
図示したように、本発明は、多数の半導体廃ガス処理用スクラバ１０００、２０００が相互連結されることができる。即ち、一方のスクラバ１０００に設けられたセンサーユニット１１１４が、他方のスクラバ２０００に設けられたセンサーユニット１１１４と連結管１７０４により連結されることができる。したがって、一方のスクラバ１０００に半導体廃ガスが円滑に供給できなければ、これを当該センサーユニット１１１４が感知して、その廃ガスを連結管１７０４を介して他方のスクラバ２０００に供給する。図面中、未説明符号１１１２は半導体廃ガス供給管であり、未説明符号１１１３は３方向バルブである。
【００９１】
図５ａ及び図５ｂは、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバ１０００のうち、供給部１１００を示す正面断面図及び左側断面図である。
【００９２】
図示したように、供給部１１００は、廃ガス供給管１１１１、バイパス廃ガス供給管１１１２、燃料供給管１１１５、酸素供給管１１１６、３方向バルブ１１１３及びセンサーユニット１１１４を含む。前記廃ガス供給管１１１１は、バーナ１２００に連結されて半導体廃ガスをバーナ１２００に供給する。前記バイパス廃ガス供給管１１１２は、前記廃ガス供給管１１１１に連結されて廃ガス供給管１１１１から溢れる廃ガスを他の装置または他のスクラバ側に送る。前記燃料供給管１１１５は、前記バーナ１２００に連結されて、例えば、ＬＮＧ、ＬＰＧなどのような燃料をバーナ１２００に供給する。前記酸素供給管１１１６は前記バーナ１２００に連結されて、例えば、空気などを前記バーナ１２００に供給する。前記３方向バルブ１１１３は、前記廃ガス供給管１１１１とバイパス廃ガス供給管１１１２との間に連結されて、廃ガスの供給方向を決める。また、前記センサーユニット１１１４は、前述したように供給される廃ガス量を感知して、これを他のスクラバ側に送るかどうかを決める。
【００９３】
図６ａ及び図６ｂは、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバ１０００のうち、バーナ１２００を示す互いに異なる正断面図である。
【００９４】
また、図７ａは本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバ１０００のうち、バーナ１２００を示す分解図であり、図７ｂは図７ａの７ｂの部分の拡大図であり、図７ｃは図７ａの７ｃの部分の拡大図である。
【００９５】
さらに、図８は本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバ１０００のうち、バーナ１２００を示す底面図である。
【００９６】
まず、図６ａ及び図６ｂに示すように、バーナ１２００は、主胴体１２１０、燃料ノズル胴体１２２０、酸素ノズル胴体１２３０及び組立胴体１２４０を含む。
【００９７】
前記主胴体１２１０には、前記供給部１１００のうち、半導体廃ガス供給管（図示していない）に連結されて、半導体廃ガスが供給されるように上端から下端に貫通された少なくとも１つの廃ガス供給通路１２１１が形成されている。また、前記主胴体１２１０には、前記供給部１１００のうち、燃料供給管１１１５に連結されて、燃料が供給されるように上部から下方に延び、側方に向かって折れ曲がり、出口が形成された燃料供給通路１２１２が形成されている。さらに、前記主胴体１２１０には前記供給部１１００の酸素供給管１１１６に連結され、酸素が供給されるように上部から下方に延び、その後反対側方に折れ曲がり、出口が形成された酸素供給通路１２１３が形成されている。図６ａにおいて、未説明符号Ｇは廃ガス供給通路１２１１を通じて供給される半導体廃ガスであり、未説明符号Ｆは燃料供給通路１２１２を通じて供給される燃料であり、未説明符号Ｏは酸素供給通路１２１３を通じて供給される酸素である。
【００９８】
次に、図７ａを参照すれば、前記主胴体１２１０には下面中心が下方に突出するように漏斗型の傾斜面１２１４が形成され、前記傾斜面１２１４の周りには下方に所定長さ突出した遮断壁１２１５が形成されている。また、前記遮断壁１２１５の外周縁であって水平外側方向に所定長さが延びると共に、外周面に少なくとも１つのグルーブ１２１６ａ（図７ｂ参照）が形成された拡張部１２１６が形成されている。前記拡張部１２１６の上には、水平外側方向に前記拡張部１２１６の長さより長くて、一定深さの段部１２１７ａを有する第１フランジ１２１７が形成されている。前記第１フランジ１２１７の上には、水平外側方向に前記第１フランジ１２１７の長さより長くて、かつ、一定深さの凹溝１２１８ａが形成された第２フランジ１２１８が形成されている。
【００９９】
ここで、前記燃料供給通路１２１２は、前記主胴体１２１０の上部から下方に延び、その後側方に折れ曲がり、その出口１２１２ａが前記拡張部１２１６と第１フランジ１２１７との間に形成されている。また、前記酸素供給通路１２１３は、前記主胴体１２１０の上部から下方に延び、その出口１２１３ａが前記第１フランジ１２１７と第２フランジ１２１８との間に形成されている。
【０１００】
また、前記主胴体１２１０の拡張部１２１６に形成されたグルーブ１２１６ａは、下端部からの延長線が前記主胴体１２１０の中心線と交わるように所定角度（例えば、１５度、図７ｂ参照）を傾斜するように形成されている。さらに、このようなグルーブ１２１６ａは、前記燃料ノズル胴体１２２０に密着して燃料ノズル１２１６ｂが形成され（図６ｂ参照）、前記拡張部１２１６と第１フランジ１２１７とに前記燃料ノズル胴体１２２０が密着（図６ｂ参照）することによって、前記主胴体１２１０と燃料ノズル胴体１２２０との間の空間に燃料空間部１２１６ｃが形成される。ここで、前記燃料ノズル胴体１２２０の上端が前記第１フランジ１２１７の段部１２１７ａに接触する。
【０１０１】
前記燃料ノズル胴体１２２０は、図７ａに示すように、前記主胴体１２１０が結合されるように中央に中央穴部１２２１が形成され、下端部から水平外側方向に所定長さ延びると共に、外周面に少なくとも１つのグルーブ１２２２ａが形成された拡張部１２２２が形成されている。前記燃料ノズル胴体１２２０の拡張部１２２２に形成されたグルーブ１２２２ａ（図７ｃ参照）は、前記主胴体１２１０の拡張部１２１６に形成されたグルーブ１２１６ａの角度より大きい角度（例えば、３０度）で傾斜するように形成されている。また、前記燃料ノズル胴体１２２０の中央穴部１２２１には、前記主胴体１２１０のグルーブ１２１６ａと接触できるように傾斜面１２２３が形成されている。さらに、前記燃料ノズル胴体１２２０のグルーブ１２２２ａが前記酸素ノズル胴体１２３０に密着（図６ｂ参照）して酸素ノズル１２２２ｂが形成され、前記主胴体１２１０の第２フランジ１２１８と前記燃料ノズル胴体１２２０のグルーブ１２２２ａとに前記酸素ノズル胴体１２３０が密着（図６ｂ参照）することによって、前記主胴体１２１０の第１フランジ１２１７と第２フランジ１２１８との間の空間、及び燃料ノズル胴体１２２０と酸素ノズル胴体１２３０との間の空間に酸素空間部１２２２ｃが形成される。ここで、前記酸素ノズル胴体１２３０の上端が前記第２フランジ１２１８の凹溝１２１８ａに結合される。
【０１０２】
また、前記酸素ノズル胴体１２３０は、図７ａに示すように、前記燃料ノズル胴体１２２０が結合されるように中央に中央穴部１２３１が形成され、下端部から水平外側方向に所定長さが延びると共に、段部１２３３が形成された拡張部１２３２が形成されている。ここでも、前記酸素ノズル胴体１２３０の中央穴部１２３１には、前記燃料ノズル胴体１２２０のグルーブ１２２２ａに接触できるように傾斜面１２３４が形成されている。
【０１０３】
次に、前記組立胴体１２４０は、図７ａに示すように、前記酸素ノズル胴体１２３０が結合されるように中央に中央穴部１２４１が形成され、上端部から水平外側方向に所定長さ延びた拡張部１２４２が形成されている。前記組立胴体１２４０は、図６ｂに示すように、下端が前記酸素ノズル胴体１２３０の段部１２３３に結合され、前記酸素ノズル胴体１２３０と組立胴体１２４０との間には冷却水空間部１２３５が形成される。勿論、前記冷却水空間部１２３５には冷却水パイプ１２３６が結合されている。
【０１０４】
一方、図８に示すように、前記燃料ノズル１２１６ｂは全体的に円形に配列し、各々は略溝形態に形成されている。また、図８に示すように、前記酸素ノズル１２２２ｂも全体的に円形に配列し、各々は略溝形態で形成されている。勿論、前記酸素ノズル１２２２ｂが前記燃料ノズル１２１６ｂの外側に位置する。
【０１０５】
上記のように、バーナ１２００は、燃料ノズル１２１６ｂ及び酸素ノズル１２２２ｂが各々所定角度を傾斜し、実質的にバーナ１２００の下端の中心を向いている。即ち、酸素ノズル１２２２ｂの角度は燃料ノズル１２１６ｂの角度より大きく、バーナ１２００の中心軸方向を向いている。したがって、噴射される燃料と酸素は、各ノズル出口付近で互いに混合が促進でき、バーナ１２００の中心下端で火炎が集中する漏斗形の火炎を形成する。
【０１０６】
また、前記バーナ１２００には、下端に遮断壁１２１５が形成されていることによって、燃料及び酸素の混合ガスと半導体廃ガスが分離できることになる。これは、燃料及び酸素の混合ガスが多量の不活性ガス（窒素）を含有した廃棄ガスとの混合により希釈されることを抑制することによって、火炎根の位置を安定的に維持させることができるようにする。
【０１０７】
また、本発明によるバーナ１２００によれば、主胴体１２１０の下部には漏斗形傾斜面１２１４が形成されて廃ガスの相互混合を遅延させる役目をしている。これは、各廃ガス供給通路１２１１の出口断面位置を空間的に異なるようにして、互いに隣り合う廃ガス供給通路１２１１からの廃ガスの混合を遅延させる効果を考慮したのである。
【０１０８】
結果的に、前記バーナ１２００は、漏斗形の火炎により燃料と酸素の混合を確実に達成することによって、燃焼効率を向上させることができ、火炎が形成される付近に提供された遮断壁１２１５により、燃料及び酸素の混合ガスと廃ガスを分離することによって、火炎根の位置を安定的に維持させることができ、バーナ１２００の中央下部を漏斗形に形成して、廃ガスの相互混合を遅延させることによって燃焼効率を向上させることができる。
【０１０９】
図９ａ乃至図９ｃは、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバ１０００のうち、燃焼チャンバー１３００を示す正断面図、平面図及び底面図である。
【０１１０】
図示したように、燃焼チャンバー１３００は、前記バーナ１２００が中央に結合される上部カバー１３１０と、前記バーナ１２００のまわりの前記上部カバー１３１０の下端に結合された内部チャンバー１３２０と、前記内部チャンバー１３２０の周りに位置し、前記上部カバー１３１０の下端に結合された外部チャンバー１３３０と、前記外部チャンバー１３３０の下部に結合される下部チャンバー（図示していない）を含む。ここで、前記下部チャンバーについては後述する。また、前記内部チャンバー１３２０は内部上チャンバー１３２１及び内部下チャンバー１３２２からなる。また、外部チャンバー１３３０も外部上チャンバー１３３１及び外部下チャンバー１３３２からなる。併せて、前記内部上チャンバー１３２１と内部下チャンバー１３２２は着脱可能な構造である。また、前記外部上チャンバー１３３１と外部下チャンバー１３３２も着脱可能な構造である。
【０１１１】
前記上部カバー１３１０の略中央に前述した構造のバーナ１２００が結合される。また、前記バーナ１２００の外周端のまわりの上部カバー１３１０の底面に、内部チャンバー１３２０のうち、内部上チャンバー１３２１が結合され、前記内部上チャンバー１３２１の下端には更に内部下チャンバー１３２２が結合される。併せて、前記内部チャンバー１３２０の外周端のまわりの上部カバー１３１０の底面に、外部チャンバー１３３０のうち、外部上チャンバー１３３１が結合され、前記外部上チャンバー１３３１の下端には、更に外部下チャンバー１３３２が結合される。併せて、前記内部下チャンバー１３２２と外部下チャンバー１３３２との間には多数の固定部材１３４６が結合されて、両チャンバーを互いに固定させる。このような構造により、本発明は、前記内部下チャンバー１３２２及び外部下チャンバー１３３２を一体にして、前記内部上チャンバー１３２１及び外部上チャンバー１３３１から容易に分離することができる。
【０１１２】
ここで、前記上部カバー１３１０と、内部チャンバー１３２０の内部上チャンバー１３２１との間には密閉リング１３４１が更に挿入されており、また前記密閉リング１３４１の内表面には上部カバー１３１０と密着するゴムリング１３４２が結合されている。併せて、前記内部上チャンバー１３２１は、前記密閉リング１３４１及び上部カバー１３１０を貫通するボルト及びナット１３２１ａにより前記上部カバー１３１０に固定されている。さらに、前記上部カバー１３１０と、外部チャンバー１３３０の外部上チャンバー１３３１との間には冷却チューブ１３４３が結合されており、このような冷却チューブ１３４３を介して冷却水が供給されることによって、バーナ１２００の動作中に、燃焼チャンバー１３００が所定温度以上に加熱しないようになっている。勿論、前記冷却チューブ１３４３には冷却水の噴射のために貫通ホール１３４３ａが形成されている。さらに、前記外部上チャンバー１３３１及び内部上チャンバー１３２１を貫通して、各々パイロットバーナ１３４４及び紫外線センサー１３４５が設けられている。このようなパイロットバーナ１３４４はバーナ１２００の初期点火を遂行する役目をし、前記紫外線センサー１３４５は点火が正しくなされたかをセンシングする役目をする。勿論、前記紫外線センサー１３４５により点火が確認されれば、前記パイロットバーナ１３４４は動作を停止する。さらに、このような燃焼チャンバー１３００の下端には所定の構造物を通じて前述した水槽タンク１６００が結合される。これについては後述する。
【０１１３】
一方、前記燃焼チャンバー１３００には、パーティクル除去用ガス供給部１３６０が更に設けられている。このようなパーティクル除去用ガス供給部１３６０は、ガス供給管１３６１と、これに連結されたガスチューブ１３６２と、更にこれに連結された少なくとも１つのガスノズル１３６３とを含む。
【０１１４】
前記ガス供給管１３６１は、前記燃焼チャンバー１３００のうち、上部カバー１３１０に結合されると共に、前記上部カバー１３１０と内部上チャンバー１３２１との間に設けられた密閉リング１３４１を貫通して延在している。
【０１１５】
また、前記ガスチューブ１３６２は、前記密閉リング１３４１と内部上チャンバー１３２１との間に断面が略四角形状で形成されている。
【０１１６】
また、前記ガスノズル１３６３は、前記ガスチューブ１３６２に結合されると共に、前記内部上チャンバー１３２１の内部に下方に所定長さ延びている。より具体的には、前記ガスノズル１３６３は、前記燃焼チャンバー１３００の内壁に水平に延びる直線部１３６３ａと、ガスが前記燃焼チャンバー１３００の内壁に衝撃を与えられるように、前記直線部１３６３ａの端部から前記燃焼チャンバー１３００の内壁に向けて折り曲げられた折曲部１３６３ｂを含む。併せて、前記ガスノズル１３６３は、燃焼チャンバー１３００の中央を中心に略９０度の間隔を置いて４つが形成されることができる。勿論、このようなガスノズル１３６３の個数は一例に過ぎないのであり、このようなガスノズル１３６３の個数に本発明を限るものではない。併せて、前記ガスノズル１３６３は、燃焼チャンバー１３００（即ち、内部上チャンバー１３２１及び内部下チャンバー１３２２）の内部で旋風状にガスが供給できるように、前記燃焼チャンバー１３００の高さ方向に対して所定角度傾斜(tilt)するように、または、傾く(incline)ように形成されることができる。
【０１１７】
一方、前記パーティクル除去用ガス供給部１３６０を通じて内部チャンバー１３２０の内側に供給されるガスは、半導体廃ガスと反応しない不活性ガスを利用することが好ましい。より好ましくは、半導体製造工程中、最もよく使われる窒素ガスを利用できるが、このようなガス種類に本発明を限るものではない。
【０１１８】
併せて、前記パーティクル除去用ガス供給部１３６０を通じて内部チャンバー１３２０の内側に供給されるガスは、略パルス形態で提供されることが好ましい。なぜならば、一定の流速を有するガスを連続に供給するより、パルス形態の流速を有するガスを供給する方が、前記内部チャンバー１３２０の内壁に伝達される衝撃量がより大きいためである。勿論、このような内部チャンバー１３２０の衝撃によりそれに沈積されようとし、または、既に沈積されたパーティクルが内壁から分離されて下部に自由落下する。図９ａにおいて、前記パーティクルは図面符号Ｐと図示されている。
【０１１９】
より詳しくは、前記パーティクル除去用ガス供給部１３６０を通じて供給される不活性ガスの圧力は１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ２程度が好ましい。即ち、本発明者は不活性ガスの圧力を変化させながらパーティクルの沈積度または除去程度と装置の安定性などを総合的に観察した結果、不活性ガスの圧力が１ｋｇｆ／ｃｍ２以下であれば装置安全性は最も優れるが、パーティクルが比較的簡単に沈積され、または、除去され難く、不活性ガスの圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ２以上であればパーティクルが沈積され難く、または、簡単に除去されるが、装置安定性が低下することを発見した。ここで、前記装置安定性とは、不活性ガスの供給により正圧が発生することによる半導体廃ガス、燃料、酸素などの吸入効率低下現象などが見られない、装置の性能を意味する。勿論、通常的に前記燃焼チャンバー１３００の内部には常に負圧がかかっている状態である。
【０１２０】
次に、前記パーティクル除去用ガス供給部１３６０を通じて供給されるガスは、実際に廃ガス供給管１１１１及びバーナ１２００を通じて燃焼チャンバー１３００内側に流入する半導体廃ガスの種類及び量により若干ずつ異なる形態で供給することができる。
【０１２１】
例えば、多量のシリコンが混ざった廃ガスが流入する場合は、多量のパーティクルが形成されるので、前記バーナ１２００の動作中、前記不活性ガスをパルス形態で常に供給することによって、内部チャンバー１３２０の内壁にパーティクルが沈積されないようにすることが好ましい。
【０１２２】
また、少量のシリコンが混ざった廃ガスが流入する場合は、少量のパーティクルが形成されるので、不活性ガスを、パルス形態であると共に、所定時間の間だけ、間歇的に供給することが好ましい。即ち、バーナ１２００が動作する間、続けてパーティクル除去用不活性ガスが供給されるのでなく、一定時間の周期を有して所定時間の間だけ不活性ガスが供給されても、内部チャンバー１３２０の内壁に沈積されるパーティクルが良好に除去される。
【０１２３】
また、場合によっては、パーティクルが燃焼チャンバー１３００の内壁に所定厚さ以上沈積された場合のみに不活性ガスを供給することができる。即ち、燃焼チャンバー１３００の圧力が大気圧近くになった場合のみに、所定時間の間、燃焼チャンバー１３００に不活性ガスを供給することによって、内壁に沈積されたパーティクルが除去されるようにする。勿論、この際、前記燃焼チャンバー１３００の、特に内部チャンバー１３２０の圧力をセンシングするために、前記内部チャンバー１３２０には図示していない圧力センサーが設けられることができる。
【０１２４】
図９ｂにおいて、未説明符号ｈは、外部下チャンバー１３３２に設けられて作業者が前記外部下チャンバー１３３２及び内部下チャンバー１３２２を一体にして外部に引出すことができるようにしたリフトハンドルである。また、未説明符号ｆは、廃ガス処理装置の内部に設けられて前記燃焼チャンバー１３００を支持するフレームであり、未説明符号ｂは、フレームに燃焼チャンバー１３００を結合させるブラケットである。
【０１２５】
図１０ａ及び図１０ｂは、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバ１０００のうち、燃焼チャンバー１３００を示す左側縦断面図及び横断面図である。
【０１２６】
図示したように、本発明は外部チャンバー１３３０のうち、外部下チャンバー１３３２の略前方に少なくとも１つのリフトハンドルｈが設けられており、外部上チャンバー１３３１及び内部上チャンバー１３２１を貫通して、パイロットバーナ１３４４及び紫外線センサー１３４５が設置されている。勿論、バーナ１２００は上部カバー１３１０の略中央に結合されている。この他の全ての構成要素は前述した図９ａ乃至図９ｃを参照して説明したので、これ以上の説明は省略する。
【０１２７】
図１１ａ及び図１１ｂは、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバ１０００のうち、燃焼チャンバー１３００を示す右側縦断面図及び横断面図である。
【０１２８】
図示したように、本発明によれば、外部上チャンバー１３３１及び内部上チャンバー１３２１を貫通して、パイロットバーナ１３４４及び紫外線センサー１３４５が設けられており、また、バーナ１２００は上部カバー１３１０の略中央に設けられている。併せて、外部下チャンバー１３３２からその内側に向けて所定長さの固定部材１３４６が結合されており、このような固定部材１３４６には内部下チャンバー１３２２が結合される。この他の全ての構成要素は、前述した図１０ａ及び図１０ｂを参照して説明したので、これ以上の説明は省略する。
【０１２９】
前記のような構成により、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバ１０００の燃焼チャンバー１３００及びパーティクル除去用ガス供給部１３６０は次の通り作動する。
【０１３０】
まず、バーナ１２００に連結された燃料供給管１１１５及び酸素供給管１１１６から燃料及び酸素が供給され、続けてパイロットバーナ１３４４が動作して前記バーナ１２００から炎が発生するようにする。勿論、このようなバーナ１２００の点火状態は、紫外線センサー１３４５が感知し、バーナ１２００の点火が確実になされた後には前記パイロットバーナ１３４４の動作が停止されるようにする。
【０１３１】
次に、前記バーナ１２００に連結された廃ガス供給管１１１１を介して半導体製造工程ラインからの半導体廃ガスが供給される。このような廃ガスは、前記バーナ１２００を貫通して燃焼チャンバー１３００のうち、内部チャンバー１３２０の内側に流入する。勿論、内部チャンバー１３２０の内側に流入した廃ガスはバーナ１２００の炎により燃焼され、一定量のパーティクルを生成することになる。
【０１３２】
ここで、前記外部チャンバー１３３０と上部カバー１３１０に設けられた冷却チューブ１３４３を介して冷却水が供給されることによって、前記冷却水が内部チャンバー１３２０の外壁１６１０に沿って流れることになり、したがって前記内部チャンバー１３２０は所定温度以上に加熱されないことになる。
【０１３３】
一方、このような動作中に、本発明によるパーティクル除去用ガス供給部１３６０も共に動作する。即ち、ガス供給管１３６１を介して窒素のような不活性ガスが供給され、このように供給された不活性ガスはガスチューブ１３６２及びガスノズル１３６３を介して、結局、内部チャンバー１３２０の内部に供給される。
【０１３４】
この際、前記ガスノズル１３６３は直線部１３６３ａと折曲部１３６３ｂからなっているが、前記折曲部１３６３ｂの端部方向が内部チャンバー１３２０の内壁に向いているため、前記ガスノズル１３６３からの不活性ガスは直ちに内部チャンバー１３２０の内壁を打撃することになる。即ち、内部チャンバー１３２０の内壁に所定の衝撃量が伝えられる。したがって、前記内部チャンバー１３２０の内壁に沈積されようとする、または、沈積されたパーティクルは、前記内部チャンバー１３２０から分離及び除去されて下部に落下する。
【０１３５】
さらに、それぞれの前記ガスノズル１３６３は、互いに内部チャンバー１３２０の中央を中心とすると共に、等間隔で略４つが設けられ、また内部チャンバー１３２０の垂直方向に対して所定角度傾斜し設けられているので、ガスノズル１３６３を通った不活性ガスは、旋風状に内部チャンバー１３２０に供給される。したがって、前記内部チャンバー１３２０の内壁に沈積されたパーティクルはより效率よく除去されて落下する。
【０１３６】
次に、前述したように、前記パーティクル除去用ガス供給部１３６０を通じて内部チャンバー１３２０の内側に供給される不活性ガスは、略パルス状に提供される。したがって、前記パルス状の不活性ガスにより前記内部チャンバー１３２０の内壁に所定の衝撃がより效率よく加えられ、結局、そこに沈積されようとする、または、既に沈積されたパーティクルが分離されて下部に自由落下する。
【０１３７】
また、同様に、前記パーティクル除去用ガス供給部１３６０を通じて供給される不活性ガスは、多量のシリコンが混ざった廃ガスが流入する場合、前記バーナ１２００の動作中、持続的に続けて供給されることができる。即ち、多量のシリコンが混ざった廃ガスの場合は、バーナ１２００による燃焼により多量のパーティクルが生成されるので、前記バーナ１２００の動作中、不活性ガスは続けて供給される。勿論、この時にも前記不活性ガスはパルス状で供給される。
【０１３８】
また、前記パーティクル除去用ガス供給部１３６０を通じて供給される不活性ガスは、少量のシリコンが混ざった廃ガスが流入する場合、所定時間の間だけ間歇的に供給されることができる。即ち、少量のシリコンが混ざった廃ガスの場合はバーナ１２００による燃焼により少量のパーティクルが生成されるので、前記バーナ１２００の動作中、続けて不活性ガスを供給する必要がなく、所定時間の間だけ不活性ガスを供給しても内部チャンバー１３２０の内壁のパーティクルを十分除去することができる。勿論、この時にも前記不活性ガスはパルス状で供給される。
【０１３９】
さらに、前記パーティクル除去用ガス供給部１３６０を通じて供給される不活性ガスは、内部チャンバー１３２０の内部圧力が感知された後に、前記内部チャンバー１３２０の内部圧力が略大気圧近くになれば供給されることができる。即ち、内部チャンバー１３２０の内部圧力が略大気圧近くになったということは、パーティクルが内壁に所定厚さ以上沈積されて内部チャンバー１３２０の内部体積が減った、ということを意味する。したがって、この場合、不活性ガスをパルス形態で内部チャンバー１３２０の内側に供給することによって、その内壁に沈積されたパーティクルが除去されるようにするものである。
【０１４０】
図１２ａ及び図１２ｂは、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバ１０００のうち、燃焼チャンバーの下端に結合された下部チャンバー１３５０及びチャンバー支持部１４００を示す左側面図及び正面部分断面図である。
【０１４１】
図示したように、本発明によれば、燃焼チャンバーの外部チャンバーの下部に、下に向かって略漏斗形状の下部チャンバー１３５０が前記外部チャンバーから脱着可能に装着され、前記下部チャンバー１３５０の内側には、下部に向かって略漏斗形態をなすことにより燃焼後に生成されたパーティクルを湿式タワー１５００及び水槽タンク１６００に案内する、パーティクルガイド部材１３５１が装着されている。
【０１４２】
ここで、前記パーティクルガイド部材１３５１には、前記水槽タンク１６００からの煙霧が前記燃焼チャンバー１３００の内部に逆流しないように不活性ガスを噴射する不活性ガスチューブ１３５２が更に設けられている。併せて、前記下部チャンバー１３５０の下端には中間連結管１３５３が連結されている。したがって、前記パーティクルガイド部材１３５１を通過したパーティクルは、前記中間連結管１３５３を通じて水槽タンク側に落下する。
【０１４３】
さらに、前記下部チャンバー１３５０には前記燃焼チャンバー１３００を支持すると共に、前記燃焼チャンバー１３００が分離できるようにするチャンバー支持部１４００が設けられている。
【０１４４】
このようなチャンバー支持部１４００は、支持プレート１４１０の上に直線状に設けられた１対のガイドレール１４２０と、前記ガイドレール１４２０に設けられて水平方向に所定距離往復動可能なガイドブロック１４３０と、前記ガイドブロック１４３０に設けられると共に、上部方向に所定距離が延びており、上部には水平面１４４１と、前記水平面１４４１に連結されると共に、所定角度を有して下降する下降面１４４２が形成された支持台１４４０と、前記支持台１４４０を相互連結する支持棒１４５０とを含む。また、前記下部チャンバー１３５０にはローラ１３５５が設けられると共に、前記ローラ１３５５は前記支持台１４４０の水平面１４４１または下降面１４４２に沿ってスライディング可能に結合されている。
【０１４５】
したがって、作業者が前記チャンバー支持部１４００の支持棒１４５０を一方の側に引っ張れば、前記下部チャンバー１３５０のローラ１３５５が水平面１４４１に沿ってスライドし、下降面１４４２に沿ってスライドすることにより、前記下部チャンバー１３５０が燃焼チャンバー１３００の下部に容易に分離できる。
【０１４６】
さらに、この状態で、前記内部上チャンバー１３２１及び外部上チャンバー１３３１から内部下チャンバー１３２２及び外部下チャンバー１３３２を一体にして分離できることになる。したがって、作業者は前記燃焼チャンバー１３００の内部の掃除を迅速に、かつ、容易に遂行することができる。
【０１４７】
図１３ａ及び図１３ｂは、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバ１０００のうち、湿式タワー１５００を示す正面断面図及び右側断面図である。
【０１４８】
図示したように、湿式タワー１５００は、ベースタワー１５１０、第１タワー１５２０、第２タワー１５３０、第３タワー１５４０及び第４タワー１５５０を含む。ここで、本発明によれば、前記第１タワー１５２０及び第２タワー１５３０と、前記第３タワー１５４０及び第４タワー１５５０とが互いに順序を変えて着脱可能になっている。
【０１４９】
即ち、本発明において、前記第１タワー１５２０及び第２タワー１５３０の高さ及び直径は互いに同一である。また、前記第３タワー１５４０及び第４タワー１５５０の高さ及び直径も互いに同一である。したがって、前記第１タワー１５２０及び第２タワー１５３０は相互に位置を変えて結合または設置することができる。また、前記第３タワー１５４０及び第４タワー１５５０も相互に位置を変えて結合または設置することができる。
【０１５０】
したがって、本発明によれば、第１タワー１５２０と第２タワー１５３０の位置を互いに変えて結合または設置することができ、また第３タワー１５４０と第４タワー１５５０の位置を互いに変えて結合または設置できることにより、工程及び設置状況によって多様な形態で任意に変更して湿式タワー１５００を運用できることになる。これによって、本発明では、湿式タワー１５００のうち、希望するタワーのみを選んで分離することができ、また、これによって、希望するタワーのみを選択的に掃除することができ、メインテナンス時間を格段に短縮できることになる。
【０１５１】
前記第１タワー１５２０には第１フィルタ１５２１が結合され、前記第２タワー１５３０には第２フィルタ１５３１が結合され、前記第３タワー１５４０には第３フィルタ１５４１が結合されているが、これらの空隙率は互いに異なるようになっている。即ち、前記空隙率は、前記第１フィルタ１５２１、第２フィルタ１５３１及び第３フィルタ１５４１の順に小さくなるようになっている。したがって、本発明によれば、パーティクルを３段階にフィルタリングできる。勿論、フィルタリングされたパーティクルはベースタワー１５１０に設けられたベース噴射ノズル１５１１、第１タワー１５２０に設けられた第１噴射ノズル１５２２、第２タワー１５３０に設けられた第２噴射ノズル１５３２及び第３タワー１５４０に設けられた第３噴射ノズル１５４２から噴射される水により、結局、水槽タンク１６００に落下して水に捕集される。
【０１５２】
一方、前記ベース噴射ノズル１５１１を介して外部から新たな水が供給され、前記第１、第２、第３噴射ノズル１５２２、１５３２、１５４２を介して前記水槽タンク１６００から浄化された水が供給される。勿論、このために、前記ベース噴射ノズル１５１１には新たな水を供給するための水供給ポンプ（図示していない）が連結されており、前記水槽タンクにはフィルタ部（図示していない）が設けられており、前記第１、第２、第３噴射ノズル１５２２、１５３２、１５４２には水槽タンクから水を供給するための循環ポンプ（図示していない）が連結されている。勿論、前記水槽タンクにはドレーンポンプ（図示していない）が連結されていることによって、前記水供給ポンプにより続けて新たな水が供給されるとしても前記水槽タンクの水は溢れない。
【０１５３】
併せて、前記第４タワー１５５０の上端には上部が開放されたカバー１５６０が結合され、前記カバー１５６０には低温空気供給ポート１５６２、圧力感知ポート１５６３及び温度感知ポート１５６４が備えられた第１排気管１５６１が結合されている。ここで、前記低温空気供給ポート１５６２を通じて冷却された低温の空気が供給されることによって、万一微細パーティクルが存在する場合には、それが最後に前記第４タワー１５５０側に下降するようにする。また、前記圧力感知ポート１５６３を通じて排気されるガスの圧力を感知し、温度感知ポート１５６４を通じて排気されるガスの温度を感知する。勿論、前記圧力感知ポート１５６３及び温度感知ポート１５６４を通じて感知された圧力や温度が基準値以外の値を有する場合には、図示されていない警告手段により作業者に警告するようにし、または装置の運転が中止される。
【０１５４】
また、前記第１排気管１５６１の上端には排気量が調節できるように、排気量調節部材１５６６を有する第２排気管１５６５が結合されている。ここで、前記のような排気量調節部材１５６６により実際に生成される廃ガスの量によって適切に浄化されたガスの排気量を調節できることになる。
【０１５５】
次に、前記ベースタワー１５１０、第１タワー１５２０、第２タワー１５３０、第３タワー１５４０及び第４タワー１５５０の構造をより詳細に説明する。
【０１５６】
図示したように、前記ベースタワー１５１０は略円筒形であって、前記燃焼チャンバー１３００及び水槽タンク１６００に、各々中間連結管１５１２及び下部連結管１５１３を介して結合されている。また、前記ベースタワー１５１０の内部に設けられたベース噴射ノズル１５１１は、上部の第１タワー１５２０に結合された第１フィルタ１５２１に向かって水を上方向に噴射できるように設けられている。ここで、前記ベースタワー１５１０には、内部圧力が感知できるように、圧力感知ポート１５１４が更に形成されている。したがって、本発明によれば、前記ベースタワー１５１０に設けられた圧力感知ポート１５１４と前記第１排気管１５６１に設けられた圧力感知ポート１５６３とから得た圧力値が基準範囲以外の値を有する場合、図示されていない警告手段により使用者に警告するようにし、または、装置の運転が中断されるようにすることができる。
【０１５７】
次に、前記第１タワー１５２０は略円筒形であって、前記ベースタワー１５１０の上部に設けられている。また、前記第１タワー１５２０の第１噴射ノズル１５２２は、前記第１フィルタ１５２１の上から下に向かって水が噴射できるように設けられている。したがって、前記第１フィルタ１５２１は、下部のベース噴射ノズル１５１１及び上部の第１噴射ノズル１５２２によって、第１フィルタ１５２１に沈積または堆積できるパーティクルが全て下部に落下することになる。ここで、前記第１タワー１５２０には表面に内部の第１フィルタ１５２１を肉眼で観察できるように透明第１ウィンドウ１５２３が更に設けられることができる。したがって、本発明によれば、第１フィルタ１５２１の状態を前記透明第１ウィンドウ１５２３を通じて肉眼で観察することができ、したがって、前記第１フィルタ１５２１の掃除時期を正確に判断できることになる。
【０１５８】
次に、前記第２タワー１５３０も略円筒形であって、前記第１タワー１５２０の上部に設けられている。また、前記第２タワー１５３０の第２噴射ノズル１５３２は前記第２フィルタ１５３１の上から下に向かって水が噴射できるように設けられている。ここでも、前記第２タワー１５３０には表面に内部の第２フィルタ１５３１を肉眼で観察できるように透明第２ウィンドウ１５３３が更に設けられることができる。したがって、本発明によれば、第２フィルタ１５３１の掃除時期を正確に判断できることになる。
【０１５９】
次に、前記第３タワー１５４０も略円筒形であって、前記第２タワー１５３０の上部に設けられている。また、前記第３タワー１５４０の第３噴射ノズル１５４２は、前記第３フィルタ１５４１の上から下に向かって水が噴射できるように設けられている。
【０１６０】
次に、前記第４タワー１５５０も略円筒形であって、前記第３タワー１５４０の上部に設けられている。また、前記第４タワー１５５０の衝撃板１５５１は多数の貫通孔１５５２が形成されると共に、上下方向に多数枚が相互に所定の距離を離隔して設けられ、一の衝撃板１５５１の貫通孔１５５２は隣接する衝撃板１５５１の貫通孔１５５２と千鳥状に配置されている。勿論、このような多数の衝撃板１５５１は、多数のボルト１５５４、スペーサ１５５５及びナット１５５６により固定されることによって、１つの構造物、即ち、一体物をなす。したがって、本発明では、パーティクルが、仮りに前記第１フィルタ１５２１、第２フィルタ１５３１及び第３フィルタ１５４１を通過したとしても、前記衝撃板１５５１に衝突することによって、最後にフィルタリングされるようにする。また、ガス供給パイプ１５５３が前記衝撃板１５５１の上部から下部方向に窒素のような不活性ガスを供給するように設けられている。本発明による湿式タワー１５００の内部圧力が大きくなる場合（即ち、フィルタや衝撃板に多量のパーティクルが吸着された場合）、このようなガス供給パイプ１５５３を通じて一定量の不活性ガスが供給されることによって、フィルタ１５２１、１５３１、１５４１や衝撃板１５５１にくっ付いたパーティクルが全て分離される。即ち、前記ガス供給パイプ１５５３から供給されたガスは、前記多数のフィルタ１５２１、１５３１、１５４１及び衝撃板１５５１に所定の衝撃量を与えることにより、それらからパーティクルが分離されるようにする役目をする。
【０１６１】
図１４ａ及び図１４ｂは、図１３ｂの１４ａ−１４ａ線及び１４ｂ−１４ｂ線の断面図であり、図１４ｃは図１３ｂの１４ｃ領域を切り出した斜視図である。
【０１６２】
図１４ａに示すように、ベースタワー１５１０には略“＋”形状のベース噴射ノズル１５１１が設けられることができる。勿論、ベース噴射ノズル１５１１の中央と略四端部の付近に噴射貫通孔１５１１ａが形成されることによって、合計５つの噴射貫通孔１５１１ａを通じて水が下から上方向へ噴射されるようになっている。しかしながら、ここで、前記ベース噴射ノズル１５１１の形状及びそれに形成された噴射貫通孔１５１１ａの個数を限るものではない。
【０１６３】
次に、図１４ｂに示すように、第２タワー１５３０には略“Ｈ”形状の第２噴射ノズル１５３２が設けられることができる。第２噴射ノズル１５３２の中央と略四端部に噴射貫通孔１５３２ａが形成されることによって、合計５つの噴射貫通孔１５３２ａを介して水が下部の第２フィルタ１５３１に供給される。しかしながら、ここで、前記第２噴射ノズル１５３２の形状及びそれに形成された噴射貫通孔１５３２ａの個数を限るものではない。
【０１６４】
次に、図１４ｃに示すように、第４タワー１５５０は、内部に比較的直径が大きい多数の貫通孔１５５２が形成された衝撃板１５５１が備えられている。前述したように、各衝撃板１５５１に形成された貫通孔１５５２は互いに千鳥状に配置されているため、パーティクルがこのような貫通孔１５５２を通過しながらそれぞれの衝撃板１５５１にぶつかって下部に落下する。
【０１６５】
前記のような構成により、本発明に係る湿式タワー１５００は、次のように作動する。
【０１６６】
まず、半導体工程ラインから発生した廃ガスは、燃焼チャンバー１３００の内部でバーナ１２００の炎により燃焼され、このような燃焼により発生された比較的重いパーティクルは、直接水槽タンク１６００に落下する。また、前記のような燃焼により発生された比較的軽いパーティクルは、中間連結管１５１２を介して湿式タワー１５００のうち、ベースタワー１５１０側に移動することになる。
【０１６７】
以後、前記パーティクルは、第１タワー１５２０に上昇しながら、その第１タワー１５２０に設けられた第１フィルタ１５２１を通過することになる。この際、前記第１フィルタ１５２１の空隙率より大きいパーティクルは全てフィルタリングされる。さらに、このようにフィルタリングされたパーティクルは、前記第１フィルタ１５２１の下と上とに各々設けられたベース噴射ノズル１５１１、及び第１噴射ノズル１５２２から噴射される水により、ベースタワー１５１０の略下部に設けられた連結管１５１３を介して水槽タンク１６００に落下する。
【０１６８】
次に、前記第１タワー１５２０の第１フィルタ１５２１を通過したパーティクルは、第２タワー１５３０に設けられた第２フィルタ１５３１を通過することになる。この際、前記第２フィルタ１５３１の空隙率より大きいパーティクルは全てフィルタリングされる。さらに、このようにフィルタリングされたパーティクルは、前記第２フィルタ１５３１の上に設けられた第２噴射ノズル１５３２から噴射される水により、その下に落下する。勿論、このように落下したパーティクルは、第１フィルタ１５２１及び下部連結管１５１３を介して水槽タンク１６００に落下する。
【０１６９】
次に、前記第２タワー１５３０の第２フィルタ１５３１を通過したパーティクルは、第３タワー１５４０に設けられた第３フィルタ１５４１を通過することになる。この際、前記第３フィルタ１５４１の空隙率より大きいパーティクルは全てフィルタリングされる。さらに、このようにフィルタリングされたパーティクルは、前記第３フィルタ１５４１の上に設けられた第３噴射ノズル１５４２から噴射される水により、その下に落下する。勿論、このように落下したパーティクルは、第２フィルタ１５３１、第１フィルタ１５２１及び連結管１５１３を介して水槽タンク１６００に落下する。
【０１７０】
次に、前記第３タワー１５４０の第３フィルタ１５４１を通過するパーティクルは、第４タワー１５５０に設けられた多数の衝撃板１５５１の貫通孔１５５２を通過することになるが、この際、前記大部分のパーティクルは前記衝撃板１５５１にそのまま衝突することによって、それ以上上昇できず、下部に落下することになる。さらに、周期的にその上から下方にガス供給パイプ１５５３を介して窒素ガスのような不活性ガスが供給されるので、前記衝撃板１５５１からパーティクルが分離され、このように分離されたパーティクルは第３フィルタ１５４１、第２フィルタ１５３１、第１フィルタ１５２１及び連結管１５１３を介して、結局、水槽タンク１６００に落下する。
【０１７１】
結果として、このようなベースタワー１５１０、第１タワー１５２０、第２タワー１５３０、第３タワー１５４０及び第４タワー１５５０を通過するガスは、パーティクルがほとんど除去された浄化されたガスであり、これは、最後に第１排気管１５６１を通過しながら、低温空気供給ポート１５６２を通じて供給された冷たい空気により冷却され、前記衝撃板１５５１に降下することになる。したがって、結局、第１排気管１５６１及び第２排気管１５６５を介して外部に排出される廃ガスは、ほとんど完壁に浄化されたパーティクルなどのないガスとなる。
【０１７２】
さらに、本発明では、前記ベースタワー１５１０及び第１排気管１５６１に各々圧力感知ポート１５１４、１５６３が形成されている。したがって、本発明では、前記ベースタワー１５１０を通過するガスの圧力と、前記第１排気管１５６１を通過するガスの圧力差が分かる。勿論、前記ベースタワー１５１０を通過するガス圧力と第１排気管１５６１を通過するガス圧力に大きく差があるということは、第１フィルタ１５２１、第２フィルタ１５３１、第３フィルタ１５４１及び衝撃板１５５１に多くのパーティクルが沈積または堆積されているいう意味であるので、これを図示されない警告手段を利用して使用者に知らせたり、または、装置自体の運転が停止されるようにする。
【０１７３】
勿論、このような警告手段の動作の際、第４タワー１５５０に形成されたガス供給パイプ１５５３を介して所定圧力の不活性ガスを供給することで、前記不活性ガスによる衝撃が衝撃板１５５１、第３フィルタ１５４１、第２フィルタ１５３１及び第１フィルタ１５２１に伝達されるようにし、これによって、これらからパーティクルが分離されるようにする。
【０１７４】
このようなガス供給パイプ１５５３によるガス供給にも関わらず、下部と上部との間のガス圧力に大きく差が出るならば、使用者が前記第１タワー１５２０、第２タワー１５３０、第３タワー１５４０及び第４タワー１５５０のうち、少なくともいずれか１つを分離して掃除するべきときが近いことを意味し、このような状態を図示されていない警告手段により使用者に警告したり、または、装置の運転が停止されるようにする。
【０１７５】
図１５ａ乃至図１５ｄは、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバ１０００のうち、水槽タンク１６００を示す平面図、左側断面図、正面図及び右側断面図である。
【０１７６】
図示したように、水槽タンク１６００は、略四角形状の外壁１６１０、前記外壁１６１０の下面を塞ぐ底面１６１１及び前記外壁１６１０の上面を塞ぐ上部カバー１６１２を含む。即ち、前記水槽タンク１６００は全体的に中空の六面体形状をなし、内部には一定量の水が収容された状態をなす。
【０１７７】
また、前記水槽タンク１６００は、前記燃焼チャンバー１３００及び湿式タワー１５００が下部連結管１３５４、１５１４により各々連結される第１領域１６１３と、前記第１領域１６１３から隔壁１６１５により区分される第２領域１６１４と、前記隔壁１６１５に開口１６１６が形成され、更に前記開口１６１６に結合されたフィルタ部１６１７とを含む。勿論、前記下部連結管１３５４、１５１４は、前記水槽タンク１６００のうち、上部カバー１６１２に貫通結合されており、このような下部連結管１３５４、１５１４は水槽タンク１６００に収容された水中に所定深さが漬かっている。
【０１７８】
また、前記水槽タンク１６００の上部カバー１６１２のうち、略後方領域の上部にはドレーンポンプ１６２０が設けられている。前記ドレーンポンプ１６２０には、水とパーティクルを共に吸入し排出できるように液体吸入ポート１６２１及び液体排出ポート１６２３が備えられている。また、前記ドレーンポンプ１６２０には、ドレーンポンプ１６２０に空気圧を提供及び排出してドレーンポンプ１６２０を動作させる空気吸入ポート１６２４及び空気排出ポート１６２５も備えられている。ここで、前記液体吸入ポート１６２１は、ドレーンポンプ１６２０の後方の上部に形成されている。勿論、前記液体吸入ポート１６２１には吸入パイプ１６２２が連結されており、前記吸入パイプ１６２２は水槽タンク１６００の底面１６１１まで延びると共に、前記水槽タンク１６００の中のパーティクルと水を共に吸入できるように第１領域１６１３に安着されている。また、前記液体排出ポート１６２３はドレーンポンプ１６２０の略上端に形成されているので、前記パーティクルと水を共に外部に完全に排出できるようになっている。勿論、このような液体排出ポート１６２３には排出パイプが結合されているが、これは図面に図示していない。図面中、未説明符号ａは空気であり、ｗ＋ｐは水とパーティクルである。
【０１７９】
一方、前記空気吸入ポート１６２４は、ドレーンポンプ１６２０の前方に形成されており、これには半導体ラインに予め備えられた空気提供用パイプ（図示していない）が連結される。また、前記空気排出ポート１６２５は、ドレーンポンプ１６２０の後方の下端に形成されており、これにはパイプ１６２５ａを通じてバブル発生器１６３０が連結されている。さらに、前記バブル発生器１６３０は、前記水槽タンク１６００のうち、略第１領域１６１３に位置している。勿論、前記バブル発生器１６３０は、前記水槽タンク１６００のうち、上部カバー１６１２を貫通して設けられており、前記水槽タンク１６００内の水に所定深さ浸漬されている。
【０１８０】
このような構造により、本発明では、前記ドレーンポンプ１６２０の動作時に捨てられる空気が空気排出ポート１６２５及びパイプ１６２５ａを介してバブル発生器１６３０に送られ、したがって、前記バブル発生器１６３０により水槽タンク１６００のうち、第１領域１６１３の水には常に所定の衝撃量が周期的に伝えられる。したがって、前記第１領域１６１３に沈殿または堆積されようとするパーティクルは常に水中に浮遊することになる。結局、このように水中に浮遊するパーティクルはドレーンポンプ１６２０の動作により、吸入パイプ１６２２、液体吸入ポート１６２３及び液体排出ポート１６２３に沿って水と共に外部に容易に排出される。即ち、水槽タンク１６００の底面１６１１にパーティクルがある厚み以上に沈積または堆積されなくなる。ここで、前記のようなバブル発生器１６３０は水に所定の衝撃を与えるだけでなく、ドレーンポンプ１６２０の騷音も減少させることのできる消音器またはその等価物のうち、いずれか１つで形成されることができるが、ここにその種類を限るものではない。併せて、図面では１つのバブル発生器１６３０が上部カバー１６１２に結合された状態に図示されているが、少なくとも３つのバブル発生器が第１領域１６１３と対応する上部カバー１６１２に所定距離離隔した状態で結合されるのが好ましく、このようにすることによって水槽タンク１６００のうち、第１領域１６１３の全体でパーティクルの沈積または堆積現状を防止することができる。
【０１８１】
一方、前記水槽タンク１６００のうち、第１領域１６１３と第２領域１６１４とを分割する隔壁１６１５にはフィルタ部１６１７が更に形成されているが、このようなフィルタ部１６１７は平面状で略四角形状に形成されており、また両面にフィルタが形成されている。したがって、第１領域１６１３の水が第２領域１６１４に流れる場合は、前記フィルタ部１６１７によりパーティクルがフィルタリングされた後、流れることになる。したがって、第１領域１６１３の水はパーティクルと水が共に存在する比較的混濁した領域となり、第２領域１６１４の水はフィルタリングされた比較的清浄な領域となる。
【０１８２】
勿論、このように第１領域１６１３にパーティクルと水が共に収容されるため、下部連結管１３５４を介して燃焼チャンバー１３００が連結され、また別の下部連結管１５１４を介して湿式タワー１５００が連結されたのである。さらに、ドレーンポンプ１６２０の空気排出ポート１６２５に連結されたバブル発生器１６３０及び吸入パイプ１６２２も、前記のような理由により第１領域１６１３に位置されたのである。
【０１８３】
次に、前記水槽タンク１６００のうち、第２領域１６１４に対応する上部カバー１６１２には水酸化ナトリウム投入口１６１８が形成されている。併せて、その一方の側には水槽タンク１６００に収容された水のｐＨをセンシングするためのｐＨセンサーが結合されている。図面ではｐＨセンサーが結合されるセンサーブラケット１６１９のみ図示されている。一般に、燃焼チャンバー１３００から燃焼後に生成されるパーティクルは水に捕集された後、水の酸性度を上げる。即ち、水を酸性化させる。したがって、上記のようにｐＨセンサーを通じて水の酸性度を測定し、その結果、水の酸性度が高ければ投入口１６１８を介して一定量の水酸化ナトリウムを投入する。それによって、水槽タンク１６００に受容された水は常に中性を維持することになる。勿論、このようにして水槽タンク１６００の内部に結合された各種構造物が水により腐食されることのないようにする。
【０１８４】
次に、前記水槽タンク１６００の後方、即ち、後方外壁１６１０には循環ポンプ１６４０が結合されている。このような循環ポンプ１６４０にも吸入ポート１６４１及び排出ポート１６４２が形成されている。前記循環ポンプ１６４０の吸入ポート１６４１は、前記水槽タンク１６００のうち、第２領域１６１４に対応する外壁１６１０に結合されている。また、前記循環ポンプ１６４０の排出ポート１６４２は熱交換器１６５０に連結されている。したがって、燃焼チャンバー１３００を通じた、パーティクルまたは燃焼チャンバー１３００を冷却させるための水により前記水槽タンク１６００の水温度が上昇することになるが、前記のような循環ポンプ１６４０及び熱交換器１６５０によりその水が冷却される。併せて、前記熱交換器１６５０を通過した水は湿式タワー１５００に供給された後、前記下部連結管１５１４を介して更に水槽タンク１６００の第１領域１６１３に落下する。したがって、全体的に前記湿式タワー１５００から捕集された微細パーティクルも前記水槽タンク１６００のうち、第１領域１６１３に収容された水に完全に捕集され、また前記循環ポンプ１６４０及び熱交換器１６５０により水が冷却される。ここで、前記のような循環ポンプ１６４０と熱交換器１６５０との間の関係は、図１６により詳細に図示されている。
【０１８５】
前記のような構成により本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバ１０００のパーティクル排出装置は、次のように作動される。
【０１８６】
まず、周知のように、バーナ１２００及び燃焼チャンバー１３００を通じて半導体廃ガスが燃焼すればパーティクルが生成される。このように生成されたパーティクルは重力により比較的大きい粒子が下部連結管１３５４を介して水槽タンク１６００の第１領域１６１３に落下する。勿論、落下したパーティクルは第１領域１６１３に収容された水により捕集される。
【０１８７】
一方、比較的軽い微細パーティクルは、前記水槽タンク１６００に落下せず、中間連結管１３５３、１５１３を介して湿式タワー１５００に送られる。しかしながら、湿式タワー１５００は水が上部から下部に落下するように設計され、また多数のフィルタ（図示していない）が備えられることによって、前記微細パーティクルも前記下部連結管１５１４を介して水槽タンク１６００の第１領域１６１３に落下する。したがって、落下した微細パーティクルも第１領域１６１３に収容された水により捕集される。
【０１８８】
次に、前記水槽タンク１６００に落下したパーティクルにより、前記第１領域１６１３の水は混濁する。したがって、ドレーンポンプ１６２０が動作して前記混濁した水（パーティクル＋水）を外部に一定量ずつ排出することになる。
【０１８９】
ここで、前記ドレーンポンプ１６２０は空気圧により動作するダイヤフラムポンプである。したがって、前記ドレーンポンプ１６２０には、液体吸入ポート１６２１、液体排出ポート１６２３、空気吸入ポート１６２４及び空気排出ポート１６２５が形成されている。勿論、前記液体吸入ポート１６２１は、吸入パイプ１６２２を介して前記水槽タンク１６００の第１領域１６１３に収容された水及びパーティクルを共に吸入することによって、前記液体排出ポート１６２３を通じて外部に排出する。併せて、前記空気吸入ポート１６２４を通じて吸入された空気は、ドレーンポンプ１６２０を動作させた後、空気排出ポート１６２５を通じて排出されるが、このような排出空気はパイプ１６２５ａを介してバブル発生器１６３０に送られる。したがって、前記ドレーンポンプ１６２０が動作する限り、前記バブル発生器１６３０により第１領域１６１３に受容された水に所定の衝撃量が加えられる。
【０１９０】
したがって、前記第１領域１６１３に捕集されたパーティクルは水槽タンク１６００の底面１６１１に沈積または堆積されなくて、連続して水中で浮遊することになる。したがって、前記浮遊パーティクルと水は、前記液体吸入パイプ１６２２及び液体吸入ポート１６２１を通じてドレーンポンプ１６２０に伝えられ、次に液体排出ポート１６２３を通じて外部に排出することによって、水槽タンク１６００内のパーティクルが水と共に容易に外部に排出される。勿論、前記水槽タンク１６００の底面１６１１に一定厚さでパーティクルが堆積されているとしても、前記バブル発生器１６３０から発生するバブル及び衝撃により前記堆積されたパーティクルが細かく粉砕されて水中に浮遊することになる。併せて、前記バブル発生器１６３０は、第１領域１６１３に相互に所定距離を離隔して多数個（例えば、３つ）が設けられることによって、第１領域１６１３のうち、特定領域にパーティクルが堆積及び固着されることはない。
【０１９１】
次に、前記水槽タンク１６００の外壁１６１０の後方では循環ポンプ１６４０が第２領域１６１４から水を吸入して熱交換器１６５０に送り、また熱交換器１６５０はその水を湿式タワー１５００に送る。したがって、自然に前記水槽タンク１６００のうち、第１領域１６１３の水は第２領域１６１４に流れることになるが、この際、前記水は第１領域１６１３と第２領域１６１４との間に設けられたフィルタ部１６１７を通過することになる。したがって、前記第１領域１６１３に浮遊するパーティクルは、前記フィルタ部１６１７を通過できないので、第２領域１６１４には比較的清浄な水のみ供給される。このようにして、前記湿式タワー１５００には比較的清浄潔な水が供給される。しかしながら、このような水は、前記湿式タワー１５００から下部連結管１５１４を介して水槽タンク１６００のうち、第１領域１６１３に更に落下することになり、結局、前記湿式タワー１５００の微細パーティクルは前記水槽タンク１６００の第１領域１６１３で再捕集される。
【０１９２】
一方、前述したように、ｐＨセンサーは水槽タンク１６００内で水の酸性度を測定する。前記ｐＨの測定の結果、酸性度が基準値以上になれば、水槽タンク１６００の上部カバー１６１２に備えられた投入口１６１８を通じて水酸化ナトリウムを投入することになる。勿論、このような水酸化ナトリウムの投入は、機構的及び電気的構造により自動になされるようにされ、または、作業者が手作業により行なうことができる。
【０１９３】
以上、説明したことは、本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバを実施するための１つの実施形態に過ぎないものであって、本発明は、前記の実施形態に限られるのではなく、特許請求範囲で請求する本発明の要旨から外れない範囲で当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変更実施が可能な範囲までが本発明の技術的範囲及び技術的精神内に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバの主要構成を示す斜視図である。
【図２ａ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバを示す正断面図である。
【図２ｂ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバを示す左側断面図である。
【図２ｃ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバを示す右側断面図である。
【図３】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバの見掛けを示す正面図である。
【図４】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバが相互連結された状態を示す左側断面図である。
【図５ａ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、供給部を示す正断面図である。
【図５ｂ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、供給部を示す左側断面図である。
【図６ａ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、バーナを示す正面断面図である。
【図６ｂ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、バーナを示す図６とは異なる正面断面図である。
【図７ａ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバうち、バーナを示す分解図である。
【図７ｂ】図７ａの７ｂの拡大図である。
【図７ｃ】図７ａの７ｃの拡大図である。
【図８】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、バーナを示す底面図である。
【図９ａ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、燃焼チャンバーを示す正断面図である。
【図９ｂ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、燃焼チャンバーを示す平面図である。
【図９ｃ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、燃焼チャンバーを示す底面図である。
【図１０ａ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、燃焼チャンバーを示す左側断面図である。
【図１０ｂ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、燃焼チャンバーを示す横断面図である。
【図１１ａ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、燃焼チャンバーを示す右側断面図である。
【図１１ｂ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、燃焼チャンバーを示す横断面図である。
【図１２ａ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、燃焼チャンバーの下段に結合された下部チャンバー及びチャンバー支持部を示す左側面図である。
【図１２ｂ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、燃焼チャンバーの下段に結合された下部チャンバー及びチャンバー支持部を示す正面部分断面図である。
【図１３ａ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、湿式タワーを示す正断面図である。
【図１３ｂ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、湿式タワーを示す右側断面図である。
【図１４ａ】図１３ｂの１４ａ−１４ａ線である。
【図１４ｂ】図１３ｂの１４ｂ−１４ｂ線断面図である。
【図１４ｃ】図１３ｂの１４ｃの領域を切り出して示す斜視図である。
【図１５ａ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、水槽タンクを示す平面図である。
【図１５ｂ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、水槽タンクを示す左側断面図である。
【図１５ｃ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、水槽タンクを示す正面図である。
【図１５ｄ】本発明に係る半導体廃ガス処理用スクラバのうち、水槽タンクを示す右側断面図である。
【図１６】半導体廃ガス処理用スクラバのうち、水槽タンクからの水を浄化して湿式タワーに提供する循環ポンプ及び熱交換器を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１９５】
１０００    半導体廃ガス処理用スクラバ
１１００    供給部
１１１１    廃ガス供給管
１１１２    バイパス廃ガス供給管
１１１３    ３方向バルブ
１１１４    センサーユニット
１１１５    燃料供給管
１１１６    酸素供給管
１２００    バーナ
１２１０    主胴体
１２１１    半導体廃ガス供給通路
１２１２    燃料供給通路
１２１３    酸素供給通路
１２１４    傾斜面
１２１５    遮断壁
１２１６    拡張部
１２１６ａ    グルーブ
１２１６ｂ    燃料ノズル
１２１６ｃ    燃料空間部
１２１７    第１フランジ
１２１７ａ    段部
１２１８    第２フランジ
１２１８ａ    凹溝
１２２０    燃料ノズル胴体
１２２１    中央穴部
１２２２    拡張部
１２２２ａ    グルーブ
１２２２ｂ    酸素ノズル
１２２２ｃ    酸素空間部
１２３０    酸素ノズル胴体
１２３１    中央穴部
１２３２    拡張部
１２３３    段部
１２４０    組立胴体
１２４１    中央穴部
１２４２    拡張部
１２３５    冷却水空間部
１３００    燃焼チャンバー
１３１０    上部カバー
１３２０    内部チャンバー
１３２１    内部上チャンバー
１３２２    内部下チャンバー
１３３０    外部チャンバー
１３３１    外部上チャンバー
１３３２    外部下チャンバー
１３４１    密閉リング
１３４２    ゴムリング
１３４３    冷却チューブ
１３４４    パイロットバーナ
１３４５    紫外線センサー
１３４６    固定部材
１３５０    下部チャンバー
１３５１    パーティクルガイド部材
１３５２    不活性ガスチューブ
１３５３    中間連結管
１３５４    下部連結管
１３５５    ローラ
１３６０    パーティクル除去用ガス供給部
１３６１    不活性ガス供給管
１３６２    ガスチューブ
１３６３    ガスノズル
１３６３ａ    直線部
１３６３ｂ    折曲部
１４００    チャンバー支持部
１４１０    支持プレート
１４２０    ガイドレール
１４３０    ガイドブロック
１４４０    支持台
１４４１    水平面
１４４２    下降面
１４５０    支持棒
１５００    湿式タワー
１５１０    ベースタワー
１５１１    ベース噴射ノズル
１５１２    圧力感知ポート
１５２０    第１タワー
１５２１    第１フィルタ
１５２２    第１噴射ノズル
１５２３    透明第１ウィンドウ
１５３０    第２タワー
１５３１    第２フィルタ
１５３２    第２噴射ノズル
１５３３    透明第２ウィンドウ
１５４０    第３タワー
１５４１    第３フィルタ
１５４２    第３噴射ノズル
１５５０    第４タワー
１５５１    衝撃板
１５５２    通孔
１５５３    不活性ガス供給パイプ
１５５４    ボルト
１５５５    スペーサ
１５５６    ナット
１５６０    カバー
１５６１    第１排気管
１５６２    低温空気供給ポート
１５６３    圧力感知ポート
１５６４    温度感知ポート
１５６５    第２排気管
１５６６    排気量調節部材
１６００    水槽タンク
１６１０    外壁
１６１１    底面
１６１２    上部カバー
１６１３    第１領域
１６１４    第２領域
１６１５    隔壁
１６１６    開口
１６１７    フィルタ部
１６１８    投入口
１６１９    センサーブラケット
１６２０    ドレーンポンプ
１６２１    液体吸入ポート
１６２２    吸入パイプ
１６２３    液体排出ポート
１６２４    空気吸入ポート
１６２５    空気排出ポート
１６３０    バブル発生器
１６４０    循環ポンプ
１６４１    吸入ポート
１６４２    排出ポート
１６５０    熱交換器
【図１】
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【図２ａ】
0004468920.tif 000003
【図２ｂ】
0004468920.tif 000004
【図２ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
0004468920.tif 000010
【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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【図１５ｄ】
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【図１６】
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