반도체 Alloy 공정 설비에 사용되는 Burn Box는 Fab 환경 설비에서 배기되는 수소가스의 처리에 사용되는 수소제거 반응기이다. 기존에 사용되는 Burn Box는 고온의 화염연소 방식으로 잦은 Interlock 발생에 따른 설비 정지로스의 유발, 수소가스의 누출 가능성, 높은 원가 및 유지 비용, NOx 발생 측면에서 개선 필요성이 제기되어 왔다. Burn Box와 같은 부대 장치의 성능은 공정 설비의 성능에 영향을 주게 되므로, 문제가 되는 제반 요인을 개선하고자 새로운 개념의 Burn Box를 연구 개발하였다. 촉매 표면연소를 활용한 수소제거 장치(Catalyst Burn Box)는 화염연소를 위한 온도 유지 장치가 불필요하므로 전기 사용이 없으며, NOx 발생 가능성이 없고, 가열장치 및 온도 제어기의 제거를 통해 원가와 가동 비용을 줄일 수 있다는 장점이 있다. Burn Box 개발을 위한 촉매는 ...
반도체 Alloy 공정 설비에 사용되는 Burn Box는 Fab 환경 설비에서 배기되는 수소가스의 처리에 사용되는 수소제거 반응기이다. 기존에 사용되는 Burn Box는 고온의 화염연소 방식으로 잦은 Interlock 발생에 따른 설비 정지로스의 유발, 수소가스의 누출 가능성, 높은 원가 및 유지 비용, NOx 발생 측면에서 개선 필요성이 제기되어 왔다. Burn Box와 같은 부대 장치의 성능은 공정 설비의 성능에 영향을 주게 되므로, 문제가 되는 제반 요인을 개선하고자 새로운 개념의 Burn Box를 연구 개발하였다. 촉매 표면연소를 활용한 수소제거 장치(Catalyst Burn Box)는 화염연소를 위한 온도 유지 장치가 불필요하므로 전기 사용이 없으며, NOx 발생 가능성이 없고, 가열장치 및 온도 제어기의 제거를 통해 원가와 가동 비용을 줄일 수 있다는 장점이 있다. Burn Box 개발을 위한 촉매는 백금(Pt)을 FeCrAl 재질의 원통형 허니컴 지지체 또는 NiFeCrAl 재질의 Foam (High Porosity) 지지체에 Coating한 것을 사용하였으며, 상온의 수소 공기 혼합 가스 조건에서 촉매 표면연소가 진행될 뿐 아니라, 공기의 양이 적을수록 연소가 잘되는 것을 확인하였다. 이는 촉매 공간에서의 가스의 흐름과 수소 가스의 온도에 따른 촉매 표면에서의 반응 활성화에 기인하는 것으로 판단하고 있다. 촉매 사용 Burn Box의 개발을 위해 여러 종류의 촉매를 확보하여 기초 평가와 각종 Factor에 따른 촉매 연소 전환율을 확인하였으며, FeCrAl 재질의 원통형 허니컴 지지체 촉매의 경우는 온도가 상승한 경우에 많은 양의 수소가스의 연소가 가능하나 상온에서의 저농도 수소가스의 제거 능력이 부족하며, NiFeCrAl 재질의 Foam 지지체 촉매는 상온 저농도 수소 제거 능력은 우수하지만 고온 상태에서도 수소 제거 능력은 급격하게 증가되지 않는 것을 확인했다. 양산 Burn Box는 두종류의 촉매를 순차적으로 충분하게 배치를 하고, Burning위한 Clean Dry Air (CDA)의 양을 제어하여 배기 수소 농도와 온도 조건을 만족하게 하였다. 반도체 Alloy 공정 설비 사용 촉매적용 Burn Box의 개발을 통해 기존 대비 40% 이하 원가 수준으로 Burn Box를 확보할 수 있었으며, 전기를 사용하지 않으면서 NOx 발생이 없는 조건을 확보했다.
반도체 Alloy 공정 설비에 사용되는 Burn Box는 Fab 환경 설비에서 배기되는 수소가스의 처리에 사용되는 수소제거 반응기이다. 기존에 사용되는 Burn Box는 고온의 화염연소 방식으로 잦은 Interlock 발생에 따른 설비 정지로스의 유발, 수소가스의 누출 가능성, 높은 원가 및 유지 비용, NOx 발생 측면에서 개선 필요성이 제기되어 왔다. Burn Box와 같은 부대 장치의 성능은 공정 설비의 성능에 영향을 주게 되므로, 문제가 되는 제반 요인을 개선하고자 새로운 개념의 Burn Box를 연구 개발하였다. 촉매 표면연소를 활용한 수소제거 장치(Catalyst Burn Box)는 화염연소를 위한 온도 유지 장치가 불필요하므로 전기 사용이 없으며, NOx 발생 가능성이 없고, 가열장치 및 온도 제어기의 제거를 통해 원가와 가동 비용을 줄일 수 있다는 장점이 있다. Burn Box 개발을 위한 촉매는 백금(Pt)을 FeCrAl 재질의 원통형 허니컴 지지체 또는 NiFeCrAl 재질의 Foam (High Porosity) 지지체에 Coating한 것을 사용하였으며, 상온의 수소 공기 혼합 가스 조건에서 촉매 표면연소가 진행될 뿐 아니라, 공기의 양이 적을수록 연소가 잘되는 것을 확인하였다. 이는 촉매 공간에서의 가스의 흐름과 수소 가스의 온도에 따른 촉매 표면에서의 반응 활성화에 기인하는 것으로 판단하고 있다. 촉매 사용 Burn Box의 개발을 위해 여러 종류의 촉매를 확보하여 기초 평가와 각종 Factor에 따른 촉매 연소 전환율을 확인하였으며, FeCrAl 재질의 원통형 허니컴 지지체 촉매의 경우는 온도가 상승한 경우에 많은 양의 수소가스의 연소가 가능하나 상온에서의 저농도 수소가스의 제거 능력이 부족하며, NiFeCrAl 재질의 Foam 지지체 촉매는 상온 저농도 수소 제거 능력은 우수하지만 고온 상태에서도 수소 제거 능력은 급격하게 증가되지 않는 것을 확인했다. 양산 Burn Box는 두종류의 촉매를 순차적으로 충분하게 배치를 하고, Burning위한 Clean Dry Air (CDA)의 양을 제어하여 배기 수소 농도와 온도 조건을 만족하게 하였다. 반도체 Alloy 공정 설비 사용 촉매적용 Burn Box의 개발을 통해 기존 대비 40% 이하 원가 수준으로 Burn Box를 확보할 수 있었으며, 전기를 사용하지 않으면서 NOx 발생이 없는 조건을 확보했다.
Burn box used in semiconductor alloy equipment is a hydrogen removal reactor used to treat hydrogen gas exhausted from Fab equipment. The existing burn box is a high temperature flame combustion method, and the need for improvement has been raised in terms of causing equipment stop loss due to frequ...
Burn box used in semiconductor alloy equipment is a hydrogen removal reactor used to treat hydrogen gas exhausted from Fab equipment. The existing burn box is a high temperature flame combustion method, and the need for improvement has been raised in terms of causing equipment stop loss due to frequent interlocks, possibility of leakage of hydrogen Gas, high cost and COO (cost of ownership), and NOx generation. Since the performance of module such as the burn box affects the performance of the alloy equipment, a new concept of burn box was researched and developed to improve all the factors that cause problems. As the catalyst burn box using catalytic surface combustion does not require a temperature controller for flame combustion, it does not use electricity and does not have the possibility of generating NOx. There is an advantage in that the cost and COO can be reduced by removing the heater and the temperature controller. As the catalyst for the development of the burn box, platinum (Pt) was coated on a cylindrical honeycomb support made of FeCrAl or a foam (High Porosity) support made of NiFeCrAl. It was confirmed that the smaller the amount of air, the better the combustion. It is believed that this is due to the activation of the reaction on the catalyst surface depending on the gas flow in the catalyst space and the temperature of the hydrogen gas. For the development of the catalyst burn box, various types of catalysts were secured to confirm the basic evaluation and the catalyst combustion conversion rate according to various factors. In the case of the cylindrical honeycomb support catalyst made of FeCrAl, a large amount of hydrogen gas was generated when the temperature increased. Although combustion is possible, the capacity to remove low concentration hydrogen gas at room temperature is insufficient, and the foam support catalyst made of NiFeCrAl has excellent capacity to remove low concentration hydrogen at room temperature, but it has been confirmed that the hydrogen removal capacity does not increase rapidly even at high temperatures. In the burn box, two types of catalysts were sequentially and sufficiently arranged, and purge Clean Dry Air (CDA) was applied while controlling the amount of burning CDA to satisfy the exhaust hydrogen concentration and temperature conditions. Through the development of a catalyst burn box using semiconductor alloy equipment, it was possible to secure a burn box at a cost level of 40% or less compared to the existing one, and secured conditions without generating NOx without using electricity.
Burn box used in semiconductor alloy equipment is a hydrogen removal reactor used to treat hydrogen gas exhausted from Fab equipment. The existing burn box is a high temperature flame combustion method, and the need for improvement has been raised in terms of causing equipment stop loss due to frequent interlocks, possibility of leakage of hydrogen Gas, high cost and COO (cost of ownership), and NOx generation. Since the performance of module such as the burn box affects the performance of the alloy equipment, a new concept of burn box was researched and developed to improve all the factors that cause problems. As the catalyst burn box using catalytic surface combustion does not require a temperature controller for flame combustion, it does not use electricity and does not have the possibility of generating NOx. There is an advantage in that the cost and COO can be reduced by removing the heater and the temperature controller. As the catalyst for the development of the burn box, platinum (Pt) was coated on a cylindrical honeycomb support made of FeCrAl or a foam (High Porosity) support made of NiFeCrAl. It was confirmed that the smaller the amount of air, the better the combustion. It is believed that this is due to the activation of the reaction on the catalyst surface depending on the gas flow in the catalyst space and the temperature of the hydrogen gas. For the development of the catalyst burn box, various types of catalysts were secured to confirm the basic evaluation and the catalyst combustion conversion rate according to various factors. In the case of the cylindrical honeycomb support catalyst made of FeCrAl, a large amount of hydrogen gas was generated when the temperature increased. Although combustion is possible, the capacity to remove low concentration hydrogen gas at room temperature is insufficient, and the foam support catalyst made of NiFeCrAl has excellent capacity to remove low concentration hydrogen at room temperature, but it has been confirmed that the hydrogen removal capacity does not increase rapidly even at high temperatures. In the burn box, two types of catalysts were sequentially and sufficiently arranged, and purge Clean Dry Air (CDA) was applied while controlling the amount of burning CDA to satisfy the exhaust hydrogen concentration and temperature conditions. Through the development of a catalyst burn box using semiconductor alloy equipment, it was possible to secure a burn box at a cost level of 40% or less compared to the existing one, and secured conditions without generating NOx without using electricity.
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