KR102546997B1 - Treatment device for waste gas from semiconductor manufacturing process - Google Patents

Treatment device for waste gas from semiconductor manufacturing process Download PDF

Info

Publication number
KR102546997B1
KR102546997B1 KR1020220166495A KR20220166495A KR102546997B1 KR 102546997 B1 KR102546997 B1 KR 102546997B1 KR 1020220166495 A KR1020220166495 A KR 1020220166495A KR 20220166495 A KR20220166495 A KR 20220166495A KR 102546997 B1 KR102546997 B1 KR 102546997B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plasma
exhaust gas
high voltage
semiconductor exhaust
branch line
Prior art date
Application number
KR1020220166495A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이상주
Original Assignee
이상주
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이상주 filed Critical 이상주
Priority to KR1020220166495A priority Critical patent/KR102546997B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102546997B1 publication Critical patent/KR102546997B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H05H1/461—Microwave discharges
    • H05H1/4622—Microwave discharges using waveguides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/818—Employing electrical discharges or the generation of a plasma

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 배기가스 처리장치에 관한 것으로서, 반도체 배기가스를 처리하는 장치에 있어서, 반도체 배기가스 라인에서 분기된 분기 라인; 플라즈마를 발생시켜 상기 분기 라인을 통해 반도체 배기가스 라인으로 공급하는 플라즈마 생성부; 상기 플라즈마 생성부에 플라즈마 소스 가스를 공급하는 소스 가스 공급부; 및 상기 플라즈마 생성부와 상기 소스 가스 공급부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a semiconductor exhaust gas treatment device, comprising: a branch line branched from a semiconductor exhaust gas line; a plasma generating unit generating plasma and supplying it to a semiconductor exhaust gas line through the branch line; a source gas supply unit supplying a plasma source gas to the plasma generating unit; and a control unit controlling the plasma generating unit and the source gas supplying unit.

Description

반도체 배기가스 처리장치{Treatment device for waste gas from semiconductor manufacturing process}Semiconductor exhaust gas treatment device {Treatment device for waste gas from semiconductor manufacturing process}

본 발명은 반도체 배기가스 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유지관리 측면에서 유리한 반도체 배기가스 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor exhaust gas treatment device, and more particularly, to a semiconductor exhaust gas treatment device that is advantageous in terms of maintenance.

마이크로웨이브 플라즈마 토치는 점화부에서 발생한 전자와 이온을 마이크로웨이브에 공급하여 대면적의 플라즈마를 생성하는 장치이다.A microwave plasma torch is a device that generates large-area plasma by supplying electrons and ions generated from an ignition unit to microwaves.

이러한 마이크로웨이브 플라즈마 토치는 연료 개질, 유해한 반도체 배기가스 제거, 합성물질 생산 등 다양한 분야에 활용될 수 있다.This microwave plasma torch can be used in various fields such as fuel reforming, removal of harmful semiconductor exhaust gases, and synthetic material production.

그런데 마이크로웨이브 플라즈마 토치는 초기 점화부가 없이는 플라즈마 생성이 되지 않는 문제점을 가지고 있어, 전도성 와이어(전극)를 방전관 내에 삽입하여 마이크로웨이브의 전기적 힘에 의해 전도성 와이어의 초기전자를 유도함으로써 플라즈마 점화를 수행하고 있다.However, the microwave plasma torch has a problem in that plasma cannot be generated without an initial ignition unit. Plasma ignition is performed by inserting a conductive wire (electrode) into the discharge tube and inducing initial electrons of the conductive wire by the electric force of the microwave. there is.

그러나 플라즈마 생성 후 방전관 내에서 전도성 와이어를 제거하지 않으면 전도성 와이어가 플라즈마에 노출되어 손상되며, 손상된 전도성 와이어는 교체해주어야 한다. 플라즈마 생성 후 전도성 와이어를 방전관 내에서 제거하기 위해서는 전도성 와이어를 피스톤에 의해 이동시키는 방법을 사용할 수 있는데, 특히 진공 상태에서는 전도성 와이어의 이동을 위해 고가의 장치가 필요하고 시스템의 크기 및 무게가 증가하게 되는 문제가 있다.However, if the conductive wire is not removed from the discharge tube after plasma generation, the conductive wire is exposed to plasma and damaged, and the damaged conductive wire must be replaced. In order to remove the conductive wire from the discharge tube after plasma generation, a method of moving the conductive wire by a piston may be used. In particular, in a vacuum state, an expensive device is required to move the conductive wire, and the size and weight of the system increase. there is a problem

한편, 마이크로웨이브 플라즈마 토치를 이용하여 반도체 배기가스를 처리하는 경우에는 관련 종래기술 중의 하나인 공개번호 제10-2019-0116613호의 '증착공정 배기가스 트랩용 마이크로 웨이브 플라즈마 발생 장치 및 이를 포함하는 증착공정 배기가스 트랩'에서와 같이 마이크로 웨이브 플라즈마 발생 장치에 반도체 배기가스를 통과시킴으로써 처리한다.On the other hand, in the case of processing semiconductor exhaust gas using a microwave plasma torch, one of the related prior art, Publication No. 10-2019-0116613, 'a microwave plasma generator for a deposition process exhaust gas trap and a deposition process including the same' As in the 'exhaust gas trap', it is treated by passing semiconductor exhaust gas through a microwave plasma generating device.

그런데, 특히 반도체 배기가스에 TiCl4 등과 같은 금속 물질이 포함되는 경우 배기가스를 처리하면서 금속 성분이 유전체(종래기술의 쿼츠)에 증착되어 마이크로 웨이브 플라즈마 발생 장치가 지속적으로 동작하지 못하게 되는 문제점이 있다.However, in particular, when a metal material such as TiCl 4 is included in the semiconductor exhaust gas, the metal component is deposited on the dielectric (quartz of the prior art) while processing the exhaust gas, so that the microwave plasma generator cannot continuously operate. There is a problem. .

KRKR 10-2019-011661310-2019-0116613 AA

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 내구성과 유지관리 측면에서 유리한 반도체 배기가스 처리장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve these conventional problems, and to provide a semiconductor exhaust gas treatment device that is advantageous in terms of durability and maintenance.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 반도체 배기가스를 처리하는 장치에 있어서, 반도체 배기가스 라인에서 분기된 분기 라인; 플라즈마를 발생시켜 상기 분기 라인을 통해 반도체 배기가스 라인으로 공급하는 플라즈마 생성부; 상기 플라즈마 생성부에 플라즈마 소스 가스를 공급하는 소스 가스 공급부; 및 상기 플라즈마 생성부와 상기 소스 가스 공급부를 제어하는 제어부;를 포함하는 반도체 배기가스 처리장치에 의해 달성된다.The above object is, according to the present invention, an apparatus for processing semiconductor exhaust gas, comprising: a branch line branched from a semiconductor exhaust gas line; a plasma generating unit generating plasma and supplying it to a semiconductor exhaust gas line through the branch line; a source gas supply unit supplying a plasma source gas to the plasma generating unit; and a control unit controlling the plasma generating unit and the source gas supply unit.

상기 분기 라인 내의 압력은 0.1 ~ 10 torr로 유지될 수 있다.The pressure in the branch line may be maintained at 0.1 to 10 torr.

상기 소스 가스 공급부는, 플라즈마 소스 가스를 10 lpm 이하로 공급할 수 있다.The source gas supply unit may supply a plasma source gas at 10 lpm or less.

상기 소스 가스 공급부는, 플라즈마 소스 가스로서 비활성 기체, 질소 또는 산소를 공급할 수 있다.The source gas supply unit may supply an inert gas, nitrogen or oxygen as a plasma source gas.

본 발명에 의한 반도체 배기가스 처리장치는, 반도체 배기가스 라인의 온도를 190℃ 이하로 유지하는 항온수단을 더 포함할 수 있다.The semiconductor exhaust gas treatment device according to the present invention may further include a constant temperature means for maintaining the temperature of the semiconductor exhaust gas line at 190° C. or less.

본 발명에 의한 반도체 배기가스 처리장치는, 반도체 배기가스 라인의 일 구간을 형성하며 상기 분기 라인과 연결되는 이음관을 더 포함하고, 상기 이음관은, 상기 분기 라인과 나란하게 위치하는 공간을 구비할 수 있다.The semiconductor exhaust gas treatment device according to the present invention further includes a joint pipe forming a section of a semiconductor exhaust gas line and connected to the branch line, the joint pipe having a space positioned parallel to the branch line. can do.

상기 이음관은, 반도체 배기가스 라인의 상류측에 위치하는 상류 이음부; 상기 상류 이음부의 하류측에 이음되는 것으로서, 상기 상류 이음부와 둔각을 이루며, 상기 분기 라인과 연결되는 플라즈마 유입부; 및 상기 플라즈마 유입부의 하류측에 이음되는 것으로서, 상기 플라즈마 유입부와 둔각을 이루고 상기 상류 이음부와 예각을 이루며, 상기 분기 라인과 나란하게 위치하는 플라즈마 작용부;를 구비할 수 있다.The joint pipe may include an upstream joint located on an upstream side of the semiconductor exhaust gas line; a plasma inlet connected to the downstream side of the upstream joint, forming an obtuse angle with the upstream joint, and connected to the branch line; and a plasma acting portion connected to the downstream side of the plasma inlet, forming an obtuse angle with the plasma inlet, forming an acute angle with the upstream joint, and positioned parallel to the branch line.

상기 플라즈마 생성부는, 마이크로파 발생수단; 상기 마이크로파 발생수단으로부터 마이크로파가 입력되는 도파관; 일단부가 상기 도파관을 관통하여 상기 분기 라인에 연결되며, 마이크로파가 유입 가능하게 형성되는 방전관; 상기 방전관의 타단부에 위치하는 그라운드 전극; 상기 방전관의 타단부 내에 삽입되며, 상기 그라운드 전극으로부터 이격되어 형성되는 고전압 전극; 상기 그라운드 전극과 상기 고전압 전극 사이에 배치되며 유전체 재질로 이루어지는 유전체부; 및 상기 고전압 전극에 교류 고전압을 인가하는 고전압 인가부;를 포함할 수 있다.The plasma generating unit may include microwave generating means; a waveguide into which microwaves are input from the microwave generating means; a discharge tube having one end passing through the waveguide and connected to the branch line, and having a microwave inlet; a ground electrode positioned at the other end of the discharge tube; a high voltage electrode inserted into the other end of the discharge tube and spaced apart from the ground electrode; a dielectric part disposed between the ground electrode and the high voltage electrode and made of a dielectric material; and a high voltage applicator for applying an AC high voltage to the high voltage electrode.

상기 고전압 전극과 상기 유전체부는 관 형상으로 이루어지며, 상기 고전압 전극은 상기 유전체부 내에 삽입될 수 있다.The high voltage electrode and the dielectric part may have a tubular shape, and the high voltage electrode may be inserted into the dielectric part.

상기 소스 가스 공급부는, 상기 고전압 전극 내에 플라즈마 소스 가스를 공급할 수 있다.The source gas supply unit may supply a plasma source gas into the high voltage electrode.

상기 플라즈마 생성부는, 상기 방전관의 타단부를 감싸는 상태로 일단부가 상기 도파관에 고정되는 보호관을 더 포함하고, 상기 고전압 전극과 상기 유전체부는, 상기 보호관의 타단부에 탈착 가능하게 결합할 수 있다.The plasma generating unit may further include a protective tube having one end fixed to the waveguide while surrounding the other end of the discharge tube, and the high voltage electrode and the dielectric unit may be detachably coupled to the other end of the protective tube.

상기 플라즈마 생성부는, 상기 유전체부를 감싸는 홀더, 및 상기 홀더를 상기 보호관의 타단부에 탈착 가능하게 고정하는 체결부를 더 포함할 수 있다.The plasma generating unit may further include a holder surrounding the dielectric unit, and a fastening unit detachably fixing the holder to the other end of the protective tube.

본 발명에 의한 반도체 배기가스 처리장치는, 상기 분기 라인 내의 플라즈마를 감지하는 센서를 더 포함할 수 있다.The semiconductor exhaust gas treatment device according to the present invention may further include a sensor for detecting plasma in the branch line.

상기 센서에 의해 플라즈마가 감지되지 않으면, 상기 제어부는 상기 고전압 인가부가 고전압을 인가하도록 제어하고, 상기 센서에 의해 플라즈마가 감지되면, 상기 제어부는 상기 고전압 인가부가 고전압을 인가하지 않도록 제어할 수 있다.When plasma is not sensed by the sensor, the control unit may control the high voltage application unit to apply a high voltage, and if plasma is detected by the sensor, the controller may control the high voltage application unit not to apply a high voltage.

본 발명의 반도체 배기가스 처리장치에 의하면, 플라즈마 생성부에 반도체 배기가스와는 별도의 플라즈마 소스 가스를 공급하고 플라즈마 생성부가 반도체 배기가스 라인과 별도로 형성되는 분기 라인을 통해 플라즈마를 공급하기 때문에 플라즈마 생성부 내에 처리 생성물이 증착될 가능성이 거의 없다.According to the semiconductor exhaust gas treatment device of the present invention, since the plasma source gas is supplied to the plasma generating unit and the plasma source gas separate from the semiconductor exhaust gas is supplied, and the plasma is supplied through a branch line formed separately from the semiconductor exhaust gas line, the plasma is generated. There is little possibility of processing products being deposited within the unit.

따라서, 반도체 배기가스를 지속적으로 처리하는 것이 가능하다.Therefore, it is possible to treat the semiconductor exhaust gas continuously.

그리고 펌프에 의해 반도체 배기가스 라인의 압력을 소정치로 유지하고 플라즈마 소스 가스의 공급량을 소정치 이하로 하여, 본 발명에 의한 반도체 배기가스 처리장치가 반도체 공정 챔버에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.In addition, the pressure of the semiconductor exhaust gas line is maintained at a predetermined value by the pump and the supply amount of the plasma source gas is kept below the predetermined value, thereby preventing the semiconductor exhaust gas treatment apparatus according to the present invention from affecting the semiconductor process chamber. .

또한, 이음관을 이용해 플라즈마 생성부에서 생성된 플라즈마가 반도체 배기가스 라인으로 곧바르게 공급될 수 있도록 함으로써 배기가스 처리의 효율을 높일 수 있다.In addition, since the plasma generated in the plasma generator can be directly supplied to the semiconductor exhaust gas line using the joint pipe, the exhaust gas treatment efficiency can be increased.

플라즈마 생성부는 초기 이온을 발생시키는 전극이 플라즈마에 의해 손상될 가능성이 적고, 손상되더라도 쉽게 교체할 수 있다.The plasma generator is less likely to damage an electrode generating initial ions by plasma, and can be easily replaced even if damaged.

본 발명에 의한 반도체 배기가스 처리장치는 센서를 통해 분기 라인 내의 플라즈마를 감지하여 플라즈마가 지속되도록 할 수 있다.The semiconductor exhaust gas processing apparatus according to the present invention can detect plasma in a branch line through a sensor and maintain the plasma.

도 1은 본 발명에 의한 반도체 배기가스 처리장치의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 의한 반도체 배기가스 처리장치를 구성하는 이음관에 관한 설명도,
도 3은 본 발명에 의한 반도체 배기가스 처리장치를 구성하는 플라즈마 생성부에 대한 설명도,
도 4는 본 발명에 의한 반도체 배기가스 처리장치를 구성하는 플라즈마 생성부의 일부분을 확대한 단면도이다.1 is a schematic configuration diagram of a semiconductor exhaust gas treatment device according to the present invention;
2 is an explanatory view of a joint pipe constituting a semiconductor exhaust gas treatment device according to the present invention;
3 is an explanatory diagram of a plasma generating unit constituting a semiconductor exhaust gas treatment device according to the present invention;
4 is an enlarged cross-sectional view of a portion of a plasma generating unit constituting the semiconductor exhaust gas treatment device according to the present invention.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참고하여 자세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명은 반도체 배기가스 처리장치(1)에 관한 것으로서, 반도체 증착 챔버나 세정 챔버의 배기가스 라인으로 배출되는 배기가스를 처리하여 배기가스의 유해 물질을 제거하는 역할을 한다.The present invention relates to a semiconductor exhaust gas treatment device (1), and serves to remove harmful substances from exhaust gas by treating exhaust gas discharged through an exhaust gas line of a semiconductor deposition chamber or a cleaning chamber.

도 1에는 본 발명에 의한 반도체 배기가스 처리장치(1)의 개략적인 구성도가 도시되어 있다.1 shows a schematic configuration diagram of a semiconductor exhaust gas treatment device 1 according to the present invention.

본 발명에 의한 반도체 배기가스 처리장치(1)는 크게, 분기 라인(20), 플라즈마 생성부(10), 소스 가스 공급부(60) 및 제어부(30)를 포함하여 이루어진다.The semiconductor exhaust gas treatment device 1 according to the present invention largely includes a branch line 20, a plasma generator 10, a source gas supply unit 60, and a control unit 30.

분기 라인(20)은 반도체 배기가스 라인(3)에서 분기되어 형성되는 것으로서, 반도체 배기가스 라인(3)과 예각을 이루도록 형성될 수 있다.The branch line 20 is branched from the semiconductor exhaust gas line 3 and may be formed to form an acute angle with the semiconductor exhaust gas line 3 .

플라즈마 생성부(10)는 반도체 배기가스를 처리하기 위한 플라즈마를 생성하는 것으로서, 분기 라인(20)을 통해 반도체 배기가스 라인(3)으로 플라즈마를 공급한다. 플라즈마 생성부(10)는 분기 라인(20)을 통해 반도체 배기가스 라인(3)에 연결되는 형태로 형성된다.The plasma generator 10 generates plasma for processing the semiconductor exhaust gas, and supplies the plasma to the semiconductor exhaust gas line 3 through the branch line 20 . The plasma generating unit 10 is formed to be connected to the semiconductor exhaust gas line 3 through the branch line 20 .

소스 가스 공급부(60)는 플라즈마 생성부(10)에 플라즈마 소스 가스를 공급한다. 소스 가스 공급부(60)에서 공급된 플라즈마 소스 가스는 플라즈마 생성부(10)에서 이온화되어 플라즈마가 되고 이러한 플라즈마가 배기가스 성분을 분해하여 유해 물질을 제거하게 된다.The source gas supply unit 60 supplies a plasma source gas to the plasma generator 10 . The plasma source gas supplied from the source gas supply unit 60 is ionized in the plasma generator 10 to become plasma, and this plasma decomposes exhaust gas components to remove harmful substances.

제어부(30)는 플라즈마 생성부(10)와 소스 가스 공급부(60)를 제어한다.The control unit 30 controls the plasma generating unit 10 and the source gas supply unit 60 .

반도체 배기가스 라인(3)의 말단에는 반도체 공정 챔버(2)에서 배기가스 라인(3)으로 배기가스를 배출시키기 위한 펌프(50)가 구비되는데, 이러한 펌프(50)에 의해 반도체 배기가스 라인(3)과 분기 라인(20) 내부가 진공 상태가 되어 분기 라인(20) 내에서 플라즈마가 원활하게 생성될 수 있다.At the end of the semiconductor exhaust gas line 3 is provided a pump 50 for discharging exhaust gas from the semiconductor process chamber 2 to the exhaust gas line 3, and by this pump 50, the semiconductor exhaust gas line ( 3) and the inside of the branch line 20 are in a vacuum state, so that plasma can be smoothly generated in the branch line 20 .

제어부(30)는 배기가스를 배출을 위한 제어 수단과 연동하여 펌프(50)를 제어하거나, 펌프(50)의 동작 상태에 맞추어 본 발명의 반도체 배기가스 처리장치(1)가 동작하도록 제어할 수 있다.The control unit 30 may control the pump 50 in conjunction with a control means for discharging exhaust gas, or control the semiconductor exhaust gas treatment device 1 of the present invention to operate according to the operating state of the pump 50. there is.

이러한 본 발명의 반도체 배기가스 처리장치(1)에 의하면, 기존의 플라즈마 생성기를 이용한 반도체 배기가스 처리장치(1)에서 플라즈마 생성기에 직접 반도체 배기가스를 공급하여 처리함으로써 플라즈마 생성기 내에서 처리 생성물이 증착되는 현상이 발생하였던 것에 비하여, 본 발명에서는 플라즈마 생성부(10)에 반도체 배기가스와는 별도의 플라즈마 소스 가스를 공급하고 플라즈마 생성부(10)가 반도체 배기가스 라인(3)과 별도로 형성되는 분기 라인(20)을 통해 플라즈마를 공급하기 때문에 플라즈마 생성부(10) 내에 처리 생성물이 증착될 가능성이 거의 없다.According to the semiconductor exhaust gas treatment device 1 of the present invention, in the semiconductor exhaust gas treatment device 1 using the existing plasma generator, the semiconductor exhaust gas is directly supplied to the plasma generator for processing, so that the processing product is deposited in the plasma generator. Compared to the occurrence of the phenomenon, in the present invention, a plasma source gas separate from the semiconductor exhaust gas is supplied to the plasma generating unit 10, and a branch in which the plasma generating unit 10 is formed separately from the semiconductor exhaust gas line 3 Since plasma is supplied through the line 20 , there is little possibility that a processing product is deposited in the plasma generating unit 10 .

따라서, 반도체 배기가스를 지속적으로 처리하는 것이 가능하다.Therefore, it is possible to treat the semiconductor exhaust gas continuously.

이러한 효과는 반도체 배기가스에 TiCl4 등과 같은 금속 물질이 포함된 경우에 특히 유효하다고 할 수 있다.This effect can be said to be particularly effective when a metal material such as TiCl 4 is included in semiconductor exhaust gas.

분기 라인(20) 내의 압력은 0.1 ~ 10 torr로 유지될 수 있다. 이 경우, 분기 라인(20)과 연통하는 반도체 배기가스 라인(3)의 압력 또한 0.1 ~ 10 torr로 유지될 것이다.The pressure in the branch line 20 may be maintained at 0.1 to 10 torr. In this case, the pressure of the semiconductor exhaust gas line 3 communicating with the branch line 20 will also be maintained at 0.1 to 10 torr.

이 경우, 반도체 배기가스 라인(3)과 분기 라인(20)에서 반도체 배기가스나 플라즈마에 의해 생성된 처리 생성물이 반도체 공정 챔버(2) 내로 역류하는 것을 방지할 수 있다.In this case, it is possible to prevent the semiconductor exhaust gas from the semiconductor exhaust gas line 3 and the branch line 20 from flowing backward into the semiconductor processing chamber 2 .

분기 라인(20) 내의 압력은 펌프(50)에 의하여 유지될 수 있다.Pressure in branch line 20 may be maintained by pump 50 .

소스 가스 공급부(60)는 플라즈마 소스 가스를 10 lpm 이하로 공급할 수 있다.The source gas supply unit 60 may supply the plasma source gas at 10 lpm or less.

플라즈마 생성부(10)에서 반도체 배기가스 라인(3)으로 공급되는 플라즈마는 반도체 배기가스 라인(3)의 압력을 높일 수 있고, 따라서 너무 많은 양의 플라즈마를 공급하는 경우 반도체 배기가스나 플라즈마에 의해 생성된 처리 생성물이 반도체 공정 챔버(2) 내로 역류하는 문제가 발생할 수 있다.Plasma supplied from the plasma generating unit 10 to the semiconductor exhaust gas line 3 may increase the pressure of the semiconductor exhaust gas line 3, and therefore, if too much plasma is supplied, the semiconductor exhaust gas or plasma may A problem in which the generated processing product flows back into the semiconductor processing chamber 2 may occur.

따라서, 플라즈마 소스 가스를 10 lpm 이하로 공급하여 반도체 배기가스 내로 너무 많은 양의 플라즈마가 공급되는 것을 방지한다.Therefore, the plasma source gas is supplied at 10 lpm or less to prevent too much plasma from being supplied into the semiconductor exhaust gas.

소스 가스 공급부(60)는 플라즈마 소스 가스로서, 예를 들어 헬륨 등과 같은 비활성 기체, 질소 또는 산소를 공급할 수 있다.The source gas supplier 60 may supply, for example, an inert gas such as helium, nitrogen, or oxygen as a plasma source gas.

특히, 산소를 플라즈마 소스 가스로서 공급하는 경우, 산소 이온이 상대적으로 긴 시간동안 유지되기 때문에 반도체 배기가스 라인(3)으로 공급되는 플라즈마 중 많은 비율이 플라즈마 상태를 유지하면서 반도체 배기가스 라인(3)까지 도달할 수 있고, 따라서 반도체 배기가스 내의 유해 물질을 효과적으로 제거하는 것이 가능하다.In particular, when oxygen is supplied as a plasma source gas, since oxygen ions are maintained for a relatively long time, a large proportion of the plasma supplied to the semiconductor exhaust gas line 3 maintains a plasma state while maintaining the semiconductor exhaust gas line 3. , and thus it is possible to effectively remove harmful substances in the semiconductor exhaust gas.

본 발명에 의한 반도체 배기가스 처리장치(1)는 항온수단(미도시)을 더 구비할 수 있다.The semiconductor exhaust gas treatment device 1 according to the present invention may further include a constant temperature means (not shown).

항온수단은 반도체 배기가스 라인(3)의 온도를 190℃ 이하로 유지하는 역할을 한다.The constant temperature means serves to maintain the temperature of the semiconductor exhaust gas line 3 below 190°C.

플라즈마 생성부(10)가 플라즈마를 생성할 때에는 열이 발생할 수 있는데, 반도체 배기가스 라인(3)의 온도가 너무 높은 경우에는 반도체 배기가스 라인(3)이 손상되거나 반도체 공정 챔버(2)에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 항온수단으로 반도체 배기가스 라인(3)의 온도를 소정 온도 이하로 유지한다.When the plasma generator 10 generates plasma, heat may be generated. If the temperature of the semiconductor exhaust gas line 3 is too high, the semiconductor exhaust gas line 3 may be damaged or the semiconductor process chamber 2 may be affected. can give Therefore, the temperature of the semiconductor exhaust gas line 3 is maintained below a predetermined temperature by means of constant temperature.

항온수단은 바람직하게는 반도체 배기가스 라인(3)의 온도를 100℃ 이하로 유지할 수 있다.The constant temperature means can preferably maintain the temperature of the semiconductor exhaust gas line 3 below 100°C.

항온수단은 예를 들어, 반도체 배기가스 라인(3)의 둘레에 형성되며 냉각유체가 흐르는 냉각라인이나 냉각팬을 포함할 수 있다.The constant temperature means is formed around the semiconductor exhaust gas line 3 and may include, for example, a cooling line or a cooling fan through which a cooling fluid flows.

그리고 항온수단과 함께, 반도체 배기가스 라인(3) 중 플라즈마 불꽃이 미치는 부분과 다른 부분을 열적으로 분리하는 단열재(미도시)를 구비할 수 있다.In addition to the constant temperature means, an insulating material (not shown) may be provided to thermally separate a portion of the semiconductor exhaust gas line 3 affected by the plasma flame from another portion.

본 발명에 의한 반도체 배기가스 처리장치(1)는 이음관(70)을 더 포함할 수 있다. 도 2에는 이음관(70)의 예시가 도시되어 있다.The semiconductor exhaust gas treatment device 1 according to the present invention may further include a joint pipe 70 . 2 shows an example of a fitting 70 .

이음관(70)은 반도체 배기가스 라인(3)의 일 구간을 형성하며 분기 라인(20)과 연결되는 이음관(70)을 더 포함할 수 있다. 이음관(70)은 분기 라인(20)과 나란하게 위치하는 공간(S)을 구비할 수 있다.The joint pipe 70 forms one section of the semiconductor exhaust gas line 3 and may further include a joint pipe 70 connected to the branch line 20 . The joint pipe 70 may have a space S positioned parallel to the branch line 20 .

분기 라인(20)과 나란하게 위치하는 공간(S)으로는 플라즈마 생성부(10)에서 발생한 플라즈마가 곧바르게 공급될 수 있다. 즉, 플라즈마가 분기라인의 내측면이나 반도체 배기가스 라인(3)의 내측면에 영향을 받지 않고 바로 반도체 배기가스와 부딪혀 반도체 배기가스를 처리할 수 있다.Plasma generated in the plasma generator 10 may be directly supplied to the space S located parallel to the branch line 20 . That is, the plasma directly collides with the semiconductor exhaust gas without being affected by the inner surface of the branch line or the inner surface of the semiconductor exhaust gas line 3 to process the semiconductor exhaust gas.

이에 따라, 플라즈마가 반도체 배기가스 내의 유해 물질을 효과적으로 제거할 수 있다.Accordingly, the plasma can effectively remove harmful substances in the semiconductor exhaust gas.

도 2의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이, 이음관(70)은 상류 이음부(71), 플라즈마 유입부(72) 및 플라즈마 작용부(73)를 구비할 수 있다. 상류 이음부(71), 플라즈마 유입부(72) 및 플라즈마 작용부(73)는 하나의 흐름을 형성할 수 있도록 서로 연통하여 형성되며, 일체로 형성될 수 있다.As shown in (a) of FIG. 2 , the joint pipe 70 may include an upstream joint 71 , a plasma inlet 72 and a plasma acting portion 73 . The upstream connection part 71, the plasma inlet part 72, and the plasma acting part 73 are formed in communication with each other to form one flow, and may be integrally formed.

상류 이음부(71)는 반도체 배기가스 라인(3)의 상류측에 위치하는 부분으로, 반도체 배기가스 라인(3)과 동일 선상에 위치하도록 반도체 배기가스 라인(3)에 연결될 수 있다.The upstream joint 71 is a portion located on the upstream side of the semiconductor exhaust gas line 3, and may be connected to the semiconductor exhaust gas line 3 so as to be positioned on the same line as the semiconductor exhaust gas line 3.

플라즈마 유입부(72)는 상류 이음부(71)의 하류측에 이음되는 것으로서, 상류 이음부(71)와 둔각을 이루도록 상류 이음부(71)로부터 꺾이어 형성된다. 플라즈마 유입부(72)는 분기 라인(20)과 연결되며, 분기 라인(20)은 플라즈마 유입부(72)가 연장된 방향과 교차하는 방향으로 위치하도록 플라즈마 유입부(72)에 연결된다.The plasma inlet 72 is connected to the downstream side of the upstream joint 71 and is bent from the upstream joint 71 to form an obtuse angle with the upstream joint 71 . The plasma inlet 72 is connected to the branch line 20, and the branch line 20 is connected to the plasma inlet 72 so as to be positioned in a direction crossing the direction in which the plasma inlet 72 extends.

플라즈마 작용부(73)는 플라즈마 유입부(72)의 하류측에 이음되는 것으로서, 플라즈마 유입부(72)와 둔각을 이루고 상류 이음부(71)와는 예각을 이루도록 형성된다. 그리고 플라즈마 작용부(73)와 분기 라인(20)은 나란하게 형성되어, 플라즈마 작용부(73)가 연장된 방향이 분기 라인(20)이 연장된 방향과 동일 선상에 위치하게 된다.The plasma acting part 73 is connected to the downstream side of the plasma inlet 72, and forms an obtuse angle with the plasma inlet 72 and an acute angle with the upstream joint 71. And, the plasma acting portion 73 and the branch line 20 are formed side by side, so that the direction in which the plasma acting portion 73 extends is located on the same line as the direction in which the branch line 20 extends.

이러한 이음관(70)의 플라즈마 작용부(73)로는 플라즈마 생성부(10)에서 발생한 플라즈마가 곧바르게 공급되어 반도체 배기가스를 효과적으로 처리할 수 있다.Plasma generated in the plasma generating unit 10 is directly supplied to the plasma acting unit 73 of the joint pipe 70 to effectively treat the semiconductor exhaust gas.

이음관(70)은 도 2의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이, 횡단면이 확장되는 부분을 구비하고 확장부의 말단에 분기 라인(20)을 연결하여 이음관(70)에 분기 라인(20)과 나란하게 위치하는 공간(S)을 형성하는 것도 가능하다.As shown in FIG. And it is also possible to form a space (S) located in parallel.

플라즈마 생성부(10)는 구체적으로, 마이크로파 발생수단(100), 도파관(200), 방전관(300), 그라운드 전극(400), 고전압 전극(500), 유전체부(600) 및 고전압 인가부(700)를 포함할 수 있다. 도 3에는 플라즈마 생성부(10)의 단면도가 도시되어 있고, 도 4에는 플라즈마 생성부(10)의 일부분을 확대한 단면도가 도시되어 있다.Specifically, the plasma generating unit 10 includes a microwave generating unit 100, a waveguide 200, a discharge tube 300, a ground electrode 400, a high voltage electrode 500, a dielectric unit 600, and a high voltage applying unit 700. ) may be included. FIG. 3 shows a cross-sectional view of the plasma generating unit 10, and FIG. 4 shows a partially enlarged cross-sectional view of the plasma generating unit 10.

마이크로파 발생수단(100)은 마이크로파를 발생시키는 역할을 하는 것으로서, 마그네트론, 순환기, 방향성 결합기 및 스터브 튜너 등 마이크로파를 발생시키기 위한 공지의 구성을 포함할 수 있다.The microwave generator 100 serves to generate microwaves, and may include known components for generating microwaves, such as a magnetron, a circulator, a directional coupler, and a stub tuner.

도파관(200)은 마이크로파 발생수단(100)으로부터 마이크로파가 입력된다. 도파관(200)은 전도체 재질로 이루어지며, 단면이 납작한 사각형으로 이루어질 수 있다. 도파관(200)의 폭은 방전관(300) 방향으로 갈수록 줄어들 수 있다.The waveguide 200 receives microwaves from the microwave generator 100 . The waveguide 200 is made of a conductive material and may have a flat rectangular cross section. The width of the waveguide 200 may decrease toward the discharge tube 300 .

방전관(300)은 일단부가 도파관(200)을 수직하게 관통하여 분기 라인(20)에 연결되도록 배치되며, 마이크로파가 유입 가능한 재질로 이루어진다. 방전관(300)은 예를 들어 쿼츠 재질로 이루어질 수 있다. 소스 가스 공급부(60)는 방전관(300)의 타단부 내에 플라즈마 소스 가스를 공급할 수 있다.The discharge tube 300 is disposed such that one end thereof vertically penetrates the waveguide 200 and is connected to the branch line 20, and is made of a material capable of introducing microwaves. The discharge tube 300 may be made of, for example, a quartz material. The source gas supply unit 60 may supply the plasma source gas into the other end of the discharge tube 300 .

그라운드 전극(400)은 방전관(300)의 타단부에 위치하고, 고전압 전극(500) 및 유전체부(600)는 적어도 일부분이 방전관(300)의 타단부 내에 배치된다. 그라운드 전극(400) 또한 방전관(300)의 타단부 내부에 위치할 수 있다. 그라운드 전극(400)과 고전압 전극(500)은 서로 이격되어 배치되며, 그 사이에 유전체부(600)가 위치한다. 유전체부(600)는 쿼츠, 알루미나, 세라믹 등의 유전체 재질로 이루어진다.The ground electrode 400 is positioned at the other end of the discharge tube 300, and at least a portion of the high voltage electrode 500 and the dielectric unit 600 is disposed within the other end of the discharge tube 300. The ground electrode 400 may also be positioned inside the other end of the discharge tube 300. The ground electrode 400 and the high voltage electrode 500 are spaced apart from each other, and the dielectric part 600 is positioned between them. The dielectric unit 600 is made of a dielectric material such as quartz, alumina, or ceramic.

고전압 인가부(700)는 고전압 전극(500)에 교류 고전압을 인가한다.The high voltage application unit 700 applies an AC high voltage to the high voltage electrode 500 .

이러한 플라즈마 생성부(10)는, 고전압 전극(500)에 교류 고전압이 인가되어 극의 방향이 계속해서 반전되므로 유전체부(600) 구성 입자들의 유전분극이 유도되어 고전압 전극(500)에 지속적으로 전자가 공급됨으로써 방전관(300) 내의 자유 전자가 가속되고, 가속된 자유 전자가 플라즈마 소스 가스를 이온화시키게 된다. 그리고 이온화된 가스에 마이크로파를 공급하여 대면적의 플라즈마를 발생시킬 수 있다.In such a plasma generating unit 10, since an alternating high voltage is applied to the high voltage electrode 500 and the pole direction is continuously reversed, dielectric polarization of the particles constituting the dielectric unit 600 is induced, so that the high voltage electrode 500 continuously receives electrons. By being supplied, free electrons in the discharge tube 300 are accelerated, and the accelerated free electrons ionize the plasma source gas. Further, a large-area plasma may be generated by supplying microwaves to the ionized gas.

가속된 자유 전자에 의한 플라즈마 소스 가스의 이온화는 대기압, 상온 하에서도 이루어질 수 있기 때문에 대면적의 플라즈마를 원활하게 발생시키는 것이 가능하다.Since the ionization of the plasma source gas by accelerated free electrons can be performed at atmospheric pressure and room temperature, it is possible to smoothly generate large-area plasma.

그리고 초기 이온의 발생부와 대면적 플라즈마의 발생부 사이에 간격이 있기 때문에 고전압 전극(500)에 대면적 플라즈마에 의한 손상이 발생할 가능성이 없고, 혹여나 손상이 발생한 경우에도 고전압 전극(500) 등이 도파관(200)이나 방전관(300)의 일단부에서 이격된 방전관(300)의 타단부 내에 위치하므로 고전압 전극(500) 등을 쉽게 교체하는 것이 가능하다.In addition, since there is a gap between the initial ion generation unit and the large area plasma generation unit, there is no possibility of damage caused by the large area plasma to the high voltage electrode 500, and even if damage occurs, the high voltage electrode 500 etc. Since it is located in the other end of the discharge tube 300 spaced apart from one end of the waveguide 200 or the discharge tube 300, it is possible to easily replace the high voltage electrode 500 or the like.

제어부(30)는 플라즈마 생성부(10) 등을 아래와 같은 방법으로 제어할 수 있다.The control unit 30 may control the plasma generating unit 10 and the like in the following manner.

플라즈마 생성 동작의 초기에는 고전압 인가부(700)가 고전압 전극(500)에 교류 고전압을 인가하고 소스 가스 공급부(60)가 플라즈마 소스 가스를 공급하도록 제어하여 초기 이온을 발생시키며, 마이크로파 발생수단(100)이 마이크로파를 발생시키도록 제어하여 대면적의 플라즈마를 발생시킨다. 그리고 대면적의 플라즈마 발생한 후에는 고전압 인가부(700)로 자유 전자를 가속시키지 않더라도 플라즈마가 유지될 수 있으므로 고전압 인가부(700)의 동작이 중단되도록 제어한다.At the beginning of the plasma generating operation, the high voltage applying unit 700 applies an AC high voltage to the high voltage electrode 500 and controls the source gas supply unit 60 to supply the plasma source gas to generate initial ions, and the microwave generating means 100 ) is controlled to generate microwaves to generate large-area plasma. In addition, since the plasma can be maintained even if the free electrons are not accelerated by the high voltage applicator 700 after generating the large-area plasma, the operation of the high voltage applicator 700 is controlled to stop.

고전압 전극(500)과 유전체부(600)는 관 형상으로 이루어지고, 고전압 전극(500)은 유전체부(600) 내에 삽입될 수 있다. 그리고 그라운드 전극(400)은 유전체부(600)의 외부로 위치할 수 있다.The high voltage electrode 500 and the dielectric part 600 are formed in a tubular shape, and the high voltage electrode 500 may be inserted into the dielectric part 600 . Also, the ground electrode 400 may be positioned outside the dielectric unit 600 .

이 경우, 고전압 전극(500)을 둘러싸는 유전체부(600)에 의해 고전압 전극(500)과 그라운드 전극(400) 사이가 확실하게 절연될 수 있고, 따라서 플라즈마 소스 가스를 확실하게 이온화시킬 수 있다.In this case, the high voltage electrode 500 and the ground electrode 400 can be reliably insulated by the dielectric part 600 surrounding the high voltage electrode 500, and thus the plasma source gas can be reliably ionized.

고전압 전극(500)이 관 형상으로 이루어지는 경우, 소스 가스 공급부(60)는 고전압 전극(500) 내에 플라즈마 소스 가스를 공급할 수 있다. 고전압 전극(500) 내에 공급되는 플라즈마 소스 가스는 고전압 전극(500) 내에 위치하는 가속된 자유 전자와 충돌할 가능성이 높아 보다 효과적으로 이온화될 수 있다.When the high voltage electrode 500 is formed in a tubular shape, the source gas supply unit 60 may supply a plasma source gas into the high voltage electrode 500 . The plasma source gas supplied into the high voltage electrode 500 is highly likely to collide with accelerated free electrons located in the high voltage electrode 500, so that it can be more effectively ionized.

플라즈마 생성부(10)는 보호관(910)을 더 포함할 수 있다.The plasma generating unit 10 may further include a protective tube 910 .

보호관(910)은 방전관(300)의 타단부를 감싸는 상태로 일단부가 도파관(200)에 고정된다. 이러한 보호관(910)은 쿼츠 등의 재질로 이루어지는 방전관(300)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.One end of the protective tube 910 is fixed to the waveguide 200 while surrounding the other end of the discharge tube 300 . The protective tube 910 can prevent the discharge tube 300 made of a material such as quartz from being damaged.

고전압 전극(500)과 유전체부(600)는 보호관(910)의 타단부에 탈착 가능하게 결합할 수 있다.The high voltage electrode 500 and the dielectric part 600 may be detachably coupled to the other end of the protective tube 910 .

이에 따라, 고전압 전극(500)에 손상이 발생한 경우에 쉽게 고전압 전극(500)을 교체하는 것이 가능하다. 그리고 유전체부(600) 또한 쿼츠 등의 재질로 이루어져 쉽게 파손될 수 있는데, 파손시 유전체부(600)를 쉽게 교체할 수 있다.Accordingly, when damage occurs to the high voltage electrode 500, it is possible to easily replace the high voltage electrode 500. In addition, the dielectric unit 600 may be easily damaged because it is made of a material such as quartz, and when damaged, the dielectric unit 600 can be easily replaced.

보다 구체적으로, 플라즈마 생성부(10)는 홀더(920)와 체결부(930)에 의해 고전압 전극(500)과 유전체부(600)를 보호관(910)의 타단부에 탈착 가능하게 결합시킬 수 있다.More specifically, the plasma generating unit 10 may detachably couple the high voltage electrode 500 and the dielectric unit 600 to the other end of the protective tube 910 by the holder 920 and the fastening unit 930. .

홀더(920)는 유전체부(600)를 감싸도록 형성되는 것으로서, 중심에 유전체부(600)가 통과하는 통과홀이 형성되어 유전체부(600)를 홀딩할 수 있다.The holder 920 is formed to surround the dielectric part 600, and a through hole through which the dielectric part 600 passes is formed in the center to hold the dielectric part 600.

체결부(930)는 홀더(920)를 보호관(910)의 타단부에 탈착 가능하게 고정한다. 체결부(930)는 전체적인 형상이 짧은 관 형상으로 이루어지며, 일단부의 내주면 직경은 보호관(910)의 직경에 맞추어 형성되고 타단부의 내주면 직경은 홀더(920)의 직경에 맞추어 형성된다. 체결부(930)의 일단부를 보호관(910)에 끼우고 체결부(930)의 타단부에 홀더(920)를 삽입하면 홀더(920)를 보호관(910)에 고정할 수 있다. 체결부(930)와 보호관(910) 사이, 그리고 체결부(930)와 홀더(920) 사이에는 탄성적인 재질의 오링이 삽입되어 각 구성들의 결합을 밀실하게 할 수 있다.The fastening part 930 detachably fixes the holder 920 to the other end of the protective tube 910 . The fastening part 930 is formed in a short tubular shape as a whole, and the inner circumferential diameter of one end is formed to match the diameter of the protective tube 910 and the inner circumferential diameter of the other end is formed to match the diameter of the holder 920 . When one end of the fastening part 930 is inserted into the protective tube 910 and the holder 920 is inserted into the other end of the fastening part 930, the holder 920 can be fixed to the protective tube 910. Between the fastening part 930 and the protective tube 910 and between the fastening part 930 and the holder 920, an O-ring made of an elastic material may be inserted to tightly couple the components.

이러한 홀더(920)와 체결부(930)에 의해서는 홀더(920)를 보호관(910)에 고정시키는 것만으로 고전압 전극(500)과 유전체부(600)를 방전관(300)의 타단부 내에 정위치시키는 것이 가능하다.By the holder 920 and the fastening part 930, the high voltage electrode 500 and the dielectric part 600 are placed in the other end of the discharge tube 300 by simply fixing the holder 920 to the protective tube 910. it is possible to do

그리고 고전압 전극(500)과 유전체부(600)를 방전관(300)에 대해 쉽게 교체 및 고정할 수 있다.In addition, the high voltage electrode 500 and the dielectric part 600 can be easily replaced and fixed to the discharge tube 300 .

보호관(910)은 그라운드 전극의 역할을 할 수도 있다.The protective tube 910 may also serve as a ground electrode.

본 발명에 의한 반도체 배기가스 처리장치(1)는 센서(40)를 더 포함할 수 있다.The semiconductor exhaust gas treatment device 1 according to the present invention may further include a sensor 40 .

센서(40)는 분기 라인(20) 내의 플라즈마를 감지하는 역할을 한다. 센서(40)의 센싱값은 제어부(30)로 전송되어 제어부(30)가 플라즈마 생성부(10)를 제어할 수 있도록 한다. 센서(40)는 예를 들어, 빛 감지 센서로서, 플라즈마에서 발생하는 빛을 감지하여 플라즈마를 감지할 수 있다.The sensor 40 serves to sense the plasma in the branch line 20 . The sensing value of the sensor 40 is transmitted to the control unit 30 so that the control unit 30 can control the plasma generating unit 10 . The sensor 40 is, for example, a light sensor, and may detect plasma by detecting light generated from the plasma.

대면적의 플라즈마를 발생시킨 후, 임피던스가 매칭되지 않거나 플라즈마 소스 가스가 변동되는 등의 현상에 의해 플라즈마가 유지되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.After generating a large-area plasma, a problem in which the plasma cannot be maintained may occur due to a phenomenon such as impedance mismatch or fluctuation of a plasma source gas.

반도체 배기가스 처리장치(1)가 동작하는 중에 센서(40)에서 분기 라인(20) 내의 플라즈마가 유지되지 않는 것을 감지하면 제어부(30)는 고전압 인가부(700)가 교류 고전압을 다시 인가하도록 제어한다. 이에 의해, 다시 초기 이온을 발생시켜 대면적 플라즈마를 발생시킬 수 있다.When the sensor 40 detects that the plasma in the branch line 20 is not maintained while the semiconductor exhaust gas treatment device 1 is operating, the control unit 30 controls the high voltage application unit 700 to reapply the AC high voltage. do. Accordingly, initial ions can be generated again to generate large-area plasma.

그리고 다시 센서(40)에서 분기 라인(20) 내의 플라즈마가 발생한 것을 감지하면 제어부(30)는 고전압 인가부(700)가 교류 고전압을 다시 인가지 않도록 제어한다.Then, when the sensor 40 detects that plasma is generated in the branch line 20 again, the control unit 30 controls the high voltage application unit 700 not to apply the AC high voltage again.

본 발명에 의한 반도체 배기가스 처리장치(1)는 상기한 것과 같은 구성 외에도, 반도체 배기가스가 처리되어 생성된 기체나 고체 상태의 물질을 제거하기 위한 공지의 필터나 분말 포집장치 등을 구비할 수 있다.In addition to the configuration described above, the semiconductor exhaust gas treatment device 1 according to the present invention may include a known filter or powder collecting device for removing gas or solid-state materials generated by processing semiconductor exhaust gas. there is.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be implemented in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. Anyone with ordinary knowledge in the art to which the invention pertains without departing from the subject matter of the invention claimed in the claims is considered to be within the scope of the claims of the present invention to various extents that can be modified.

1 : 반도체 배기가스 처리장치
10 : 플라즈마 생성부
20 : 분기 라인
30 : 제어부
40 : 센서
50 : 펌프
60 : 소스 가스 공급부
70 : 이음관
71 : 상류 이음부
72 : 플라즈마 유입부
73 : 플라즈마 작용부
100 : 마이크로파 발생수단
200 : 도파관
300 : 방전관
400 : 그라운드 전극
500 : 고전압 전극
600 : 유전체부
700 : 고전압 인가부
910 : 보호관
920 : 홀더
930 : 체결부1: semiconductor exhaust gas treatment device
10: Plasma generating unit
20: branch line
30: control unit
40: sensor
50: pump
60: source gas supply unit
70: joint pipe
71: upstream joint
72: plasma inlet
73: plasma action part
100: microwave generating means
200: waveguide
300: discharge tube
400: ground electrode
500: high voltage electrode
600: dielectric part
700: high voltage application unit
910: protective tube
920: holder
930: fastening part

Claims (14)

반도체 배기가스를 처리하는 장치에 있어서,
반도체 배기가스 라인에서 분기된 분기 라인;
플라즈마를 발생시켜 상기 분기 라인을 통해 반도체 배기가스 라인으로 공급하는 플라즈마 생성부;
상기 플라즈마 생성부에 플라즈마 소스 가스를 공급하는 소스 가스 공급부; 및
상기 플라즈마 생성부와 상기 소스 가스 공급부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 플라즈마 생성부는,
마이크로파 발생수단;
상기 마이크로파 발생수단으로부터 마이크로파가 입력되는 도파관;
일단부가 상기 도파관을 관통하여 상기 분기 라인에 연결되며, 마이크로파가 유입 가능하게 형성되는 방전관;
상기 방전관의 타단부에 위치하는 그라운드 전극;
상기 방전관의 타단부 내에 삽입되며, 상기 그라운드 전극으로부터 이격되어 형성되는 고전압 전극;
상기 그라운드 전극과 상기 고전압 전극 사이에 배치되며 유전체 재질로 이루어지는 유전체부; 및
상기 고전압 전극에 교류 고전압을 인가하는 고전압 인가부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 배기가스 처리장치.
In the apparatus for treating semiconductor exhaust gas,
a branch line branched off from the semiconductor exhaust gas line;
a plasma generating unit generating plasma and supplying it to a semiconductor exhaust gas line through the branch line;
a source gas supply unit supplying a plasma source gas to the plasma generating unit; and
A control unit controlling the plasma generating unit and the source gas supplying unit;
The plasma generator,
microwave generating means;
a waveguide into which microwaves are input from the microwave generating means;
a discharge tube having one end passing through the waveguide and connected to the branch line, and having a microwave inlet;
a ground electrode positioned at the other end of the discharge tube;
a high voltage electrode inserted into the other end of the discharge tube and separated from the ground electrode;
a dielectric part disposed between the ground electrode and the high voltage electrode and made of a dielectric material; and
A semiconductor exhaust gas treatment device comprising a; high voltage application unit for applying an AC high voltage to the high voltage electrode.
 제1항에 있어서,
상기 분기 라인 내의 압력은 0.1 ~ 10 torr로 유지되는 것을 특징으로 하는 반도체 배기가스 처리장치.
According to claim 1,
The semiconductor exhaust gas treatment device, characterized in that the pressure in the branch line is maintained at 0.1 to 10 torr.
 제1항에 있어서,
상기 소스 가스 공급부는, 플라즈마 소스 가스를 10 lpm 이하로 공급하는 것을 특징으로 하는 반도체 배기가스 처리장치.
According to claim 1,
The source gas supply unit supplies a plasma source gas at a rate of 10 lpm or less.
 제1항에 있어서,
상기 소스 가스 공급부는, 플라즈마 소스 가스로서 비활성 기체, 질소 또는 산소를 공급하는 것을 특징으로 하는 반도체 배기가스 처리장치.
According to claim 1,
The source gas supply unit supplies an inert gas, nitrogen or oxygen as a plasma source gas.
 제1항에 있어서,
반도체 배기가스 라인의 온도를 190℃ 이하로 유지하는 항온수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 배기가스 처리장치.
According to claim 1,
The semiconductor exhaust gas treatment device further comprising a constant temperature means for maintaining the temperature of the semiconductor exhaust gas line at 190° C. or less.
 제1항에 있어서,
반도체 배기가스 라인의 일 구간을 형성하며 상기 분기 라인과 연결되는 이음관을 더 포함하고,
상기 이음관은, 상기 분기 라인과 나란하게 위치하는 공간을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 배기가스 처리장치.
According to claim 1,
Further comprising a joint that forms a section of the semiconductor exhaust gas line and is connected to the branch line,
The joint pipe is a semiconductor exhaust gas treatment device, characterized in that provided with a space located in parallel with the branch line.
 제6항에 있어서,
상기 이음관은,
반도체 배기가스 라인의 상류측에 위치하는 상류 이음부;
상기 상류 이음부의 하류측에 이음되는 것으로서, 상기 상류 이음부와 둔각을 이루며, 상기 분기 라인과 연결되는 플라즈마 유입부; 및
상기 플라즈마 유입부의 하류측에 이음되는 것으로서, 상기 플라즈마 유입부와 둔각을 이루고 상기 상류 이음부와 예각을 이루며, 상기 분기 라인과 나란하게 위치하는 플라즈마 작용부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 배기가스 처리장치.
According to claim 6,
The joint pipe,
an upstream joint located on an upstream side of the semiconductor exhaust gas line;
a plasma inlet connected to the downstream side of the upstream joint, forming an obtuse angle with the upstream joint, and connected to the branch line; and
and a plasma acting portion connected to the downstream side of the plasma inlet, forming an obtuse angle with the plasma inlet, forming an acute angle with the upstream joint, and positioned parallel to the branch line. processing device.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 고전압 전극과 상기 유전체부는 관 형상으로 이루어지며,
상기 고전압 전극은 상기 유전체부 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 반도체 배기가스 처리장치.
According to claim 1,
The high voltage electrode and the dielectric part are formed in a tubular shape,
The semiconductor exhaust gas treatment device according to claim 1, wherein the high voltage electrode is inserted into the dielectric part.
 제9항에 있어서,
상기 소스 가스 공급부는, 상기 고전압 전극 내에 플라즈마 소스 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 반도체 배기가스 처리장치.
According to claim 9,
The source gas supply unit supplies a plasma source gas into the high voltage electrode.
 제9항에 있어서,
상기 플라즈마 생성부는, 상기 방전관의 타단부를 감싸는 상태로 일단부가 상기 도파관에 고정되는 보호관을 더 포함하고,
상기 고전압 전극과 상기 유전체부는, 상기 보호관의 타단부에 탈착 가능하게 결합하는 것을 특징으로 하는 반도체 배기가스 처리장치.
According to claim 9,
The plasma generating unit further includes a protective tube having one end fixed to the waveguide while surrounding the other end of the discharge tube,
The high voltage electrode and the dielectric part are detachably coupled to the other end of the protective tube.
 제11항에 있어서,
상기 플라즈마 생성부는,
상기 유전체부를 감싸는 홀더, 및
상기 홀더를 상기 보호관의 타단부에 탈착 가능하게 고정하는 체결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 배기가스 처리장치.
According to claim 11,
The plasma generator,
A holder surrounding the dielectric part, and
The semiconductor exhaust gas treatment device further comprises a fastening portion detachably fixing the holder to the other end of the protective tube.
 제1항에 있어서,
상기 분기 라인 내의 플라즈마를 감지하는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 배기가스 처리장치.
According to claim 1,
The semiconductor exhaust gas treatment device further comprising a sensor for detecting plasma in the branch line.
 제13항에 있어서,
상기 센서에 의해 플라즈마가 감지되지 않으면, 상기 제어부는 상기 고전압 인가부가 고전압을 인가하도록 제어하고,
상기 센서에 의해 플라즈마가 감지되면, 상기 제어부는 상기 고전압 인가부가 고전압을 인가하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 배기가스 처리장치.According to claim 13,
When plasma is not sensed by the sensor, the control unit controls the high voltage application unit to apply a high voltage;
When plasma is detected by the sensor, the control unit controls the high voltage application unit not to apply a high voltage.
KR1020220166495A 2022-12-02 2022-12-02 Treatment device for waste gas from semiconductor manufacturing process KR102546997B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220166495A KR102546997B1 (en) 2022-12-02 2022-12-02 Treatment device for waste gas from semiconductor manufacturing process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220166495A KR102546997B1 (en) 2022-12-02 2022-12-02 Treatment device for waste gas from semiconductor manufacturing process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102546997B1 true KR102546997B1 (en) 2023-06-23

Family

ID=86993354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220166495A KR102546997B1 (en) 2022-12-02 2022-12-02 Treatment device for waste gas from semiconductor manufacturing process

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102546997B1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002093598A (en) * 2000-07-11 2002-03-29 Daihen Corp Plasma-generating device
JP5892447B2 (en) * 2010-11-23 2016-03-23 ソイテックＳｏｉｔｅｃ Method for forming bulk III-nitride material on metal nitride growth template layer and structure formed by the method
KR20160096871A (en) * 2015-02-06 2016-08-17 코어 플라즈마 테크놀로지 아이엔씨 Facility for purifying harmful gas
KR20190037512A (en) * 2017-09-29 2019-04-08 고등기술연구원연구조합 Apparatus for treating waste gas in semiconductor fabricating process
KR20190116613A (en) 2018-04-05 2019-10-15 (주)그린사이언스 Microwave Plasma Device for Exhaust Gas Trap of Deposition Process And Exhaust Gas Trap of Deposition Process Having the Same
KR20210088648A (en) * 2018-12-14 2021-07-14 칸켄 테크노 가부시키가이샤 Plasma removal method of exhaust gas and device therefor
KR20220148183A (en) * 2020-02-08 2022-11-04 브릴리언트 라이트 파워, 인크. magnetohydrodynamic hydrogen electric generator

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002093598A (en) * 2000-07-11 2002-03-29 Daihen Corp Plasma-generating device
JP5892447B2 (en) * 2010-11-23 2016-03-23 ソイテックＳｏｉｔｅｃ Method for forming bulk III-nitride material on metal nitride growth template layer and structure formed by the method
KR20160096871A (en) * 2015-02-06 2016-08-17 코어 플라즈마 테크놀로지 아이엔씨 Facility for purifying harmful gas
KR20190037512A (en) * 2017-09-29 2019-04-08 고등기술연구원연구조합 Apparatus for treating waste gas in semiconductor fabricating process
KR20190116613A (en) 2018-04-05 2019-10-15 (주)그린사이언스 Microwave Plasma Device for Exhaust Gas Trap of Deposition Process And Exhaust Gas Trap of Deposition Process Having the Same
KR20210088648A (en) * 2018-12-14 2021-07-14 칸켄 테크노 가부시키가이샤 Plasma removal method of exhaust gas and device therefor
KR20220148183A (en) * 2020-02-08 2022-11-04 브릴리언트 라이트 파워, 인크. magnetohydrodynamic hydrogen electric generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102656763B1 (en) Plasma processing system with plasma shield
KR100303615B1 (en) Plasma Treatment Equipment and Plasma Treatment Methods
US10930474B2 (en) Toroidal plasma channel with varying cross-section areas along the channel
TWI673385B (en) Post-chamber abatement using upstream plasma sources
TW201640961A (en) Apparatus and method for plasma ignition with a self-resonating device
US8097217B2 (en) Atmospheric pressure plasma generating apparatus by induction electrode
JP2002542586A (en) Global atmospheric pressure plasma jet
JPH0481324B2 (en)
EP2016609A1 (en) Electrode systems and methods of using electrodes
TWI400010B (en) Apparatus and method for forming a plasma
US11533801B2 (en) Atmospheric pressure linear rf plasma source for surface modification and treatment
JP2942138B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
US6468386B1 (en) Gas delivery system
KR102546997B1 (en) Treatment device for waste gas from semiconductor manufacturing process
JP5462796B2 (en) Method and device for plasma processing a metal substrate or an insulating substrate
KR100788505B1 (en) Injection type plasma treatment apparatus
JP2006024442A (en) Apparatus and method for atmospheric-pressure plasma treatment
US10186401B2 (en) Plasma-chemical coating apparatus
JP2007026981A (en) Plasma processing device
JP2011108615A (en) Plasma treatment device
KR102605372B1 (en) Microwave plasma generators and devices including them
JPH01283359A (en) Plasma treatment apparatus
US8841574B1 (en) Plasma extension and concentration apparatus and method
JP3177573B2 (en) Magnetic neutral line discharge plasma processing equipment
KR20120029630A (en) Plasma processing equipment with a leakage current transformer

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant