KR100211673B1 - 반도체 공정설비의 중수공급시스템 - Google Patents

Abstract

반도체 공정설비의 중수공급시스템에 관한 것이다.

본 발명은, 공정수행시 공정설비로 가스를 공급하는 가스공급부, 상기 공정설비의 미반응 가스 유입으로 상기 미반응 가스를 희석하여 배기시키는 가스 스크러버, 상기 미반응 가스를 희석시킬 수 있도록 상기 가스 스크러버에 중수를 공급하는 중수공급부 및 상기 가스공급부의 가스공급이 대기상태로 진행되면 상기 가스 스크러버에 중수공급이 중단되도록 상기 중수공급부를 제어하는 제어부를 구비하여 이루어짐을 특징으로 한다.

따라서, 중수사용량의 절감을 통하여 환경문제에 적극적으로 대처할 수 있고, 또한 설비의 효율성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

반도체 공정설비의 중수공급시스템

본 발명은 반도체 공정설비의 중수공급시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미반응 가스를 희석시키기 위한 중수의 공급을 가스공급여부에 따라 연관제어가 이루어지도록 개선시킨 반도체 공정설비의 중수공급시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조에서는 웨이퍼(Wafer)에 소정의 막을 적층 또는 식각시키기 위하여 여러 종류의 가스들을 필수적으로 사용한다.

그리고 이러한 가스들은 가스공급부를 통하여 공정설비에 공급되어 그 반응으로서 공정이 수행된다.

여기서 공정설비로 공급되는 가스의 대부분은 공정수행시 반응이 이루어지지만, 그 일부는 미반응 가스로 잔류하게 되고, 이러한 미반응 가스들은 주로 가스 스크러버(Gas Scrubber)로 유입시켜 희석시킨 후 배기시킨다.

도1은 종래의 반도체 공정설비의 중수공급시스템을 나타내는 구성도이고, 도2는 도1에서의 가스 스크러버의 구조를 나타내는 모식도이다.

먼저, 도1은 공정수행시 공정설비(10)에 가스들을 공급하는 가스공급부(12)가 구비되어 있고, 공정설비(10)에 잔류하는 미반응 가스가 유입되어 희석배기시키는 가스 스크러버(14) 및 미반응 가스를 희석시킬 수 있도록 가스 스크러버(14)에 중수를 공급하는 중수공급부(16)가 구비되어 있다.

또한 도2는 공정설비(10)의 미반응 가스가 유입되도록 공정설비(10)와 연결되는 가스유입부(20) 및 중수를 공급받아 순환시키는 순환부(22)가 구비되어 있다.

그리고 중수공급부(16)로부터 중수를 공급받는 공급라인(24) 및 중수를 폐수처리장으로 방류하는 방류라인(26)이 구비되어 있으며, 또한 중수의 공급 및 중수의 순환을 조절하는 조절부(28)가 구비되어 있다.

이러한 종래의 중수공급시스템은 가스공급부(12)에서 공정설비(10)로 가스를 공급시켜 소정의 공정이 수행되고, 이러한 공정수행시 공정설비(10)에 잔류하는 미반응 가스 들은 외부로 배기시키기 위하여 가스 스크러버(14)로 유입시킨다.

그러면 가스 스크러버(14)는 중수공급부(16)로부터 중수를 공급받아 미반응 가스들을 희석하여 배기시키고, 완전히 희석되지 않은 미반응 가스들은 가스 스크러버(14)의 순환부(22)에 의해 순환되는 중수를 이용하여 완전히 희석시킨 후 배기시킨다.

그리고 미반응 가스를 희석시키기 위하여 가스 스크러버(14)로 공급되는 중수는 미반응 가스를 희석시킨 후 폐수로 분류되어 폐수처리장으로 방류된다.

여기서 공정설비(10)는 일반적으로 일정시간 동안 가스를 공급받아 공정을 수행하는 것으로써, 종래에는 가스공급부(12)가 공정설비(10)에 가스공급을 중단하는 대기상태로 진행되어도 중수공급부(16)는 가스 스크러버(12)에 계속적으로 중수를 공급하였다.

특히 HCl과 같은 유독성 가스는 극히 제한적인 시간으로 공급되어 공정이 수행되지만, 중수의 공급은 이러한 가스공급과는 무관하게 수행되었다.

이러한 계속적인 중수의 공급으로 인하여 폐수처리장으로 방류되는 폐수의 양이 급격히 증가하여 환경에 미치는 영향이 심각하였고, 또한 계속적인 중수의 공급에서 오는 누수 등으로 인해 공정설비 및 주변설비 등을 부식시키기도 하였다.

또한 종래의 가스 스크러버(14)는 중수를 순환시키는 순환부(22) 및 중수의 공급 및 순환을 조절하는 조절부(28)가 별도로 구비되어 있어 설비의 체적을 크게 하는 원인이 되었다.

따라서 종래의 가스 스크러버에 중수를 공급하는 중수공급부는 가스를 공급하는 가스공급부와는 독립적으로 구비되어 있어 폐수방류로 인해 환경을 오염시켰고, 또한 중수 및 폐수의 빈번한 누설로 인해 설비의 효율성을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 중수의 공급을 가스의 공급과 연관시켜 공정이 수행되도록 하여 환경오염에 대한 적극적인 대처 및 설비의 효율성을 향상시키기 위한 반도체 공정설비의 중수공급시스템을 제공하는 데 있다.

도1은 종래의 반도체 공정설비의 중수공급시스템을 나타내는 구성도이다.

도2는 도1에서의 가스 스크러버의 구조를 나타내는 모식도이다.

도3은 본 발명에 따른 반도체 공정설비의 중수공급시스템의 실시예를 나타내는 구성도이다.

도4는 도3에서의 가스 스크러버의 구조를 나타내는 모식도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10,30 : 공정설비 12,32 : 가스공급부

14,34 : 가스 스크러버 16,36 : 중수공급부

20,40 : 가스유입부 22 : 순환부

24,44 : 공급라인 26,46 : 방류라인

28 : 조절부 38 : 제어부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 공정설비의 중수공급시스템은, 공정수행시 공정설비로 가스를 공급하는 가스공급부, 상기 공정설비의 미반응 가스 유입으로 상기 미반응 가스를 희석하여 배기시키는 가스 스크러버, 상기 미반응 가스를 희석시킬 수 있도록 상기 가스 스크러버에 중수를 공급하는 중수공급부 및 상기 가스공급부의 가스공급이 대기상태로 진행되면 상기 가스 스크러버에 중수공급이 중단되도록 상기 중수공급부를 제어하는 제어부를 구비하여 이루어짐을 특징으로 한다.

그리고, 상기 공정설비는 산화막을 성장시키는 확산설비이고, 복수개로 구비되어 상기 가스 스크러버와 각기 연결구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 미반응 가스는 HCl가스인 것이 효율적이다.

그리고, 상기 가스 스크러버는 중수를 순환시키는 순환부 및 중수의 순환 및 공급을 조절하는 조절부가 제거되는 단순한 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에 따른 반도체 공정설비의 중수공급시스템의 실시예를 나타내는 구성도이고, 도4는 도3에서의 가스 스크러버를 나타내는 모식도이다.

먼저, 도3은 공정수행시 공정설비(30)에 가스들을 공급하는 가스공급부(32)가 구비되고, 공정설비(30)로부터 유입되는 미반응 가스를 희석하여 배기시키는 가스 스크러버(34) 및 미반응 가스를 희석시킬 수 있도록 가스 스크러버(34)에 중수를 공급하는 중수공급부(36)가 구비된다.

그리고 가스공급부(32)의 가스공급이 대기상태로 진행되면 가스 스크러버(34)의 중수공급이 중단되도록 중수공급부(36)를 제어하는 제어부(38)가 구비된다.

또한 도4의 가스 스크러버(34)는 공정설비(30)의 미반응 가스가 유입되도록 공정설비(30)와 연결되는 가스유입부(40) 및 중수를 공급받기 위하여 중수공급부(36)와 연결되는 공급라인(44)과 중수를 폐수처리장으로 방류하는 방류라인(46)이 구비된다.

여기서 실시예의 공정설비(30)는 산화막을 성장적층시키는 확산설비가 구비되고, 또한 복수개의 확산설비가 가스 스크러버(34)에 연결구비된다.

그래서 가스 스크러버(34)의 가스유입부(40)도 복수개로 구비된다.

그리고 실시예는 특히 인체 및 환경에 심각한 영향을 끼칠 수 있는 HCl가스를 유입하여 희석배기시킨다.

본 발명의 중수공급시스템은, 공정수행시 가스공급이 대기상태로 진행되면 가스 스크러버(34)에 중수공급이 중단되도록 중수공급부(36)를 제어하는 구성으로서 중수를 실제 미반응 가스를 희석시키는 시간동안으로만 공급되도록 한다.

이러한 구성으로 이루어지는 본 발명의 실시예에 대한 작용 및 효과를 설명한다.

먼저, 공정수행시 공정설비(30) 즉, 확산설비에 H₂, O₂, N₂, HCl 등의 가스가 공급되어 산화막을 성장적층시킨다.

여기서 H₂, O₂, N₂등의 가스들은 실질적인 반응으로 산화막 성장적층에 이용되지만, HCl가스는 확산설비의 구성요소들을 세정하고, 오염을 방지하는 가스로 이용되는 것으로, 일정시간 간격으로 세정을 수행하기 위하여 공급된다.

즉, 확산설비에서 수행되는 공정시간을 5시간이라고 보면 가스공급은 5시간동안 계속적으로 이루어지는 것이 아니며, 특히 세정을 수행하기 위하여 공급되는 HCl가스의 경우에는 1시간 내지 2시간 정도로만 공급이 이루어지는 것이다.

여기서 공정수행시간 중 적어도 3시간 정도는 가스공급부(32)가 대기상태로 진행되는 것이다.

그러면 본 발명의 제어부(38)는 가스공급이 대기상태로 진행될 때 중수공급부(36)를 제어하여 중수공급을 중단시킨다.

그리고 다시 공정수행을 위해 가스의 공급이 이루어지면 제어부(38)는 중수의 공급이 이루어지도록 하면된다.

여기서 실시예의 확산설비로부터 유입되는 미반응 가스를 희석시키기 위하여 공급되는 중수는 1일을 기준으로 대략 8시간으로 공급이 이루어지도록 하면 중수사용량은 1일 67톤에 불과하다.

즉, 종래에는 1일 24시간 동안 계속적으로 중수가 공급되었지만, 본 발명은 실제시간으로만 중수가 공급되는 것이다.

이러한 중수의 사용량은 종래의 가스 스크러버에 공급되던 중수의 30%에 불과한 것으로, 일반적으로 단일 가스 스크러버에는 4대의 확산설비가 연결구비된다고 보면 중수사용량은 현격히 절감된다.

또한 본 발명은 중수의 공급이 실시간으로 수행되어 미반응 가스를 희석시키기 때문에 중수를 순환시켜 이용하지 않아도 됨으로 가스 스크러버(34)를 구성하는 순환부를 제거할 수 있고, 또한 별도로 중수의 공급 및 순환을 조절할 필요가 없어서 조절부도 제거할 수 있어 가스 스크러버의 구조를 간단히 하면서 그 기능은 증대시킨다.

본 발명은 현격한 중수사용량의 절감을 통하여 폐수방류량을 절감할 수 있고, 또한 실시간으로만 중수의 공급이 수행되어 누수로 인한 설비의 부식 등을 방지할 수 있으며, 가스 스크러버의 구조도 간단하게 할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면 중수사용량의 절감을 통하여 환경문제에 적극적으로 대처할 수 있고, 또한 설비의 효율성을 향상시키는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (6)

1. 공정수행시 공정설비로 가스를 공급하는 가스공급부;

   상기 공정설비의 미반응 가스 유입으로 상기 미반응 가스를 희석하여 배기시키는 가스 스크러버(Gas Scrubber);

   상기 미반응 가스를 희석시킬 수 있도록 상기 가스 스크러버에 중수를 공급하는 중수공급부; 및

   상기 가스공급부의 가스공급이 대기상태로 진행되면 상기 가스 스크러버에 중수공급이 중단되도록 상기 중수공급부를 제어하는 제어부;

   를 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 공정설비의 중수공급시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 공정설비는 산화막을 성장시키는 확산설비임을 특징으로 하는 상기 반도체 공정설비의 중수공급시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 공정설비는 복수개로 구비되어 상기 가스 스크러버에 각기 연결구비됨을 특징으로 하는 상기 반도체 공정설비의 중수공급시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 미반응 가스는 염산(HCl)가스임을 특징으로 하는 상기 반도체 공정설비의 중수공급시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 가스 스크러버는 중수를 순환시키는 순환부가 제거되는 구조로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체 공정설비의 중수공급시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 가스 스크러버는 중수의 순환 및 공급을 조절하는 조절부가 제거되는 구조로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체 공정설비의 중수공급시스템.