KR100818561B1 - 배관 내 공정 부산물 제거 방법 및 이를 수행하기 위한장치 - Google Patents

배관 내 공정 부산물 제거 방법 및 이를 수행하기 위한장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배관 내 공정 부산물 제거 방법에 관한 것으로, 반도체 제조 장치 또는 액정 디스플레이 제조 장치에서 진공 배기 라인의 배관 내에서 공정 부산물이 축적되어 고착되지 않도록 하는 방법을 제공하는 데에 있다.
이를 위해, 본 발명의 배관 내 공정 부산물 제거 방법은, 삼불화질소 가스와 산소 가스를 고온 플라즈마 처리하여 플라즈마 상태로 분해된 물질을 반도체 제조 장치 또는 액정 디스플레이 제조 장치의 공정 부산물이 고착된 진공 배기 라인의 배관 내에 공급하는 것을 특징으로 한다.
배관, 공정 부산물, 삼불화질소 가스, 산소 가스, 플라즈마 처리

Description

배관 내 공정 부산물 제거 방법 및 이를 수행하기 위한 장치{METHOD FOR ELIMINATING PROCESS BY-PRUDUCTS IN THE PIPING AND APPARATUS FOR PORFORMING THE METHOD}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배관 내 공정 부산물 제거 장치의 개략도.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100 : 플라즈마 처리실 110 : 하우징
111 : 환형상의 전극 113 : 막대형상의 전극
120 : 삼불화질소 가스 및 산소 가스 공급 라인
130 : 전원공급장치 140 : 질소 가스 공급 라인
150 : 배관 연결 라인 200 : 배관
본 발명은 배관 내 공정 부산물 제거 방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 반도체 제조 공정 또는 액정 디스플레이(LCD) 제조 공정 중에 발생하여 진공 배기 라인의 배관 내에 고착되는 부산물을 제거하는 방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 화학증착(CVD, Chemical Vapor Deposition) 공정, 에칭(ETCHING) 공정, 디퓨젼(DIFFUSION) 공정 등의 반도체 제조 공정 또는 액정 디스플레이 제조 공정에서는 모노실란(SiH4) 가스, 암모니아(NH3) 가스, 아산화질소(N2O) 가스, 삼불화질소(NF3) 가스, 사불화탄소(CF4) 가스, 육불화에탄(C2F6) 가스, 불소(F2) 가스 등이 사용된다. 이러한 가스들은 전술한 공정 중에 서로 반응하여 이산화규소(SiO2), 질화규소(Si3N4), 염화암모늄(NH4Cl), 불화암모늄(NH4F), 규소불화암모늄((NH4)2SiF6) 등의 염을 부산물로서 발생한다. 이러한 공정 부산물은, 파우더 형태로서, 반도체 제조 장치 또는 액정 디스플레이 제조 장치에서 진공 배기 라인을 따라 배기되는 도중 진공 배기 라인의 배관 내에 축적되어 고착된다. 이렇게 반도체 제조 장치 또는 액정 디스플레이 제조 장치의 진공 배기 라인의 배관 내에 공정 부산물이 고착되면, 진공 배기 라인의 배관이 막히게 된다. 진공 배기 라인의 배관이 막히게 되면, 진공 펌프의 고장을 야기하고 또한 진공 라인에 배압을 형성하므로 메인 공정에 악영향을 줄 뿐만 아니라 배관 내에서 화재나 폭발이 발생할 우려가 있다. 또한, 진공 펌프의 잦은 고장으로 인해 진공 펌프의 PM(Preventive Maintenance) 주기와 진공 펌프의 수명이 단축되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 하나의 목적은 반도체 제조 장치 또는 액정 디스플레이 제조 장치에서 진공 배기 라인의 배관 내에서 공정 부산물이 축적되어 고착되지 않 도록 하는 방법을 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명의 다른 하나의 목적은 반도체 제조 장치 또는 액정 디스플레이 제조 장치에서 진공 배기 라인의 배관 내에서 공정 부산물이 축적되어 고착되지 않도록 하는 장치를 제공하는 데에 있다.
전술한 하나의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 배관 내 공정 부산물 제거 방법은, 삼불화질소 가스와 산소 가스를 고온 플라즈마 처리하여 플라즈마 상태로 분해된 물질을 반도체 제조 장치 또는 액정 디스플레이 제조 장치의 공정 부산물이 고착된 진공 배기 라인의 배관 내에 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 전술한 다른 하나의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 배관 내 공정 부산물 제거 장치는, 내부에서 고온 플라즈마를 발생시키도록 구성된 플라즈마 처리실과, 상기 플라즈마 처리실의 전단에 연결된 삼불화질소 가스 및 산소 가스 공급 라인과, 상기 플라즈마 처리실의 후단으로부터 반도체 제조 장치 또는 액정 디스플레이 제조 장치의 진공 배기 라인의 배관에 연결된 배관 연결 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배관 내 공정 부산물 제거 장치의 개략도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 배관 내 공정 부산물 제거 장치는 플라즈마 처리실(100)과, 삼불화질소 가스 및 산소 가스 공급 라인(120)과, 배관 연결 라인(150)을 포함한다.
플라즈마 처리실(100) 내에서는 전극 사이에 플라즈마 발생 유도 가스인 질소(N2) 가스를 공급하면서 전극에 전기를 공급하여 방전시킴으로써 고온 플라즈마를 발생시킨다. 본 실시예에서는, 플라즈마 처리실(100)의 하우징(110)의 내주면 상에 환형상의 전극(111)을 배치하고 하우징(110)의 중간에 막대형상의 전극(113)을 배치하고 있다.
2개의 전극(111, 113)과 하우징(110)은 절연체(112)에 의해 서로 절연되어 있으며, 2개의 전극(111, 113) 사이에는 삼불화질소(NF3) 가스 및 산소(O2) 가스 공급 라인(120)이 연결되어 있다.
2개의 전극(111, 113)에는 전원공급장치(130)가 연결된다.
또한, 2개의 전극(111, 113) 사이에는 질소(N2) 가스 공급 라인(140)이 연결되어 있다. 이렇게 2개의 전극(111, 113) 사이에 질소(N2) 가스가 공급되는 상태에서, 각각의 전극(111, 113)에 전원이 공급되면, 2개의 전극(111, 113) 사이에 고온의 플라즈마가 발생된다. 이 상태에서 삼불화질소(NF3) 가스 및 산소(O2) 가스 공급 라인(120)으로부터 삼불화질소(NF3) 가스 및 산소(O2) 가스가 공급되면, 삼불화질소(NF3) 가스 및 산소(O2) 가스는 수만 ℃에 달하는 고온의 플라즈마를 통과하면서, 원자, 이온, 여기분자 등의 플라즈마 상태로 분해된다. 즉, 플라즈마 상태로 분해된 물질은 활성화된 것으로서 결합성이 크며, 불소 라디칼(F radical), 불소 분자(F2), 산소 라디칼(O radical), 오존(O3), 질소(N2) 등이 있다.
그리고, 플라즈마 처리실(100)의 후단으로부터 반도체 제조 장치 또는 액정 디스플레이 제조 장치의 진공 배기 라인의 배관(200)에는 배관 연결 라인(150)이 연결되어 있다. 배관 연결 라인(150)은 파이프 형태인 것이 바람직하다.
이렇게 삼불화질소(NF3) 가스 및 산소(O2) 가스가 고온 플라즈마 처리된 플라즈마 처리실(100)의 후단에 반도체 제조 장치 또는 액정 디스플레이 제조 장치의 진공 배기 라인의 배관(200)이 연결되면, 플라즈마 처리실(100) 내에서 고온 플라즈마 처리되어 플라즈마 상태로 분해된 물질이 배관(200) 내에 고착된 공정 부산물(B)과 결합 반응하여 공정 부산물을 가스상의 물질로 분해한다.
공정 부산물(B)의 일예인 이산화규소(SiO2)의 경우에, 플라즈마 상태로 분해된 물질 중 불소 라디칼(F radical)과 다음의 반응식 (1)과 같이 결합 반응하여 가스상의 물질로 분해된다.
F radical + SiO2 → SiF4 + O2 (1)
또한, 공정 부산물(B)의 다른 일예인 질화규소(Si3N4)의 경우에, 플라즈마 상태로 분해된 물질 중 불소 분자(F2)와 다음의 반응식 (2)와 같이 결합 반응하여 가스상의 물질로 분해된다.
F2 + Si3N4 → SiFx + N2 (2)
이러한 가스상의 물질은 반도체 제조 장치 또는 액정 디스플레이 제조 장치 의 진공 배기 라인의 배관(200)을 따라 외부로 배출되므로 진공 배기 라인의 배관(200)에서 공정 부산물(B)이 제거된다.
한편, 플라즈마 처리실(100) 내에서 고온 플라즈마 처리되어 플라즈마 상태로 분해된 물질은 배관(200) 내에서의 유효거리가 5m 내지 7m이므로, 배관 연결 라인(150)은 진공 배기 라인의 배관(200)에 5m 내지 7m의 간격으로 연결되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 플라즈마 상태로 분해된 물질은 진공 배기 라인의 배관(200)에 5m 내지 7m의 간격으로 공급된다. 각각의 배관 연결 라인(150) 마다 별도의 플라즈마 처리실(100)이 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 전원공급장치(130)에는 제어부(160)가 설치되는 것이 바람직한데, 진공 배기 라인의 배관(200) 내에서 공정 부산물(B)이 플라즈마 상태로 분해된 물질과 결합 반응하여 분해된 가스상의 물질의 농도가 감소하기 시작하면, 제어부(60)가 전원공급장치(130)를 제어하여 삼불화질소 가스와 산소 가스의 고온 플라즈마 처리를 중단한다.
이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 과불화탄소 가스 처리 장치에 의하면, 반도체 제조 장치 또는 액정 디스플레이 제조 장치에서 진공 배기 라인의 배관 내에 공정 부산물이 축적되어 고착되지 않으므로, 진공 배기 라인의 배관이 막히지 않게 되어 진공 펌프의 고장이 방지되고, 또한 진공 라인에 배압을 형성하지 않으므로 메인 공정에 악영향을 주지 않을 뿐만 아니라 배관 내에서 화재나 폭발이 발생할 우려가 없으며, 또한 진공 펌프의 고장이 방지됨으로 인해 진공 펌프의 PM 주기와 진공 펌프의 수명이 연장되는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 삼불화질소 가스와 산소 가스를 고온 플라즈마 처리하여 플라즈마 상태로 분해된 물질을 반도체 제조 장치 또는 액정 디스플레이 제조 장치의 공정 부산물이 고착된 진공 배기 라인의 배관 내에 공급하는 것을 특징으로 하는 배관 내 공정 부산물 제거 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 플라즈마 상태로 분해된 물질은 불소 라디칼 및 불소 분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 내 공정 부산물 제거 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 불소 라디칼 및 불소 분자는 상기 공정 부산물과 결합 반응하여 상기 공정 부산물을 가스상의 물질로 분해하는 것을 특징으로 하는 공정 부산물 제거 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 가스상의 물질의 농도가 감소하기 시작하면, 상기 삼불화질소 가스와 산소 가스의 고온 플라즈마 처리를 중단하는 것을 특징으로 하는 공정 부산물 제거 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 플라즈마 상태로 분해된 물질은 상기 진공 배기 라인의 배관에 5m 내지 7m의 간격으로 공급되는 것을 특징으로 하는 배관 내 공정 부 산물 제거 방법.
  6. 내부에서 고온 플라즈마를 발생시키도록 구성된 플라즈마 처리실과,
    상기 플라즈마 처리실의 전단에 연결된 삼불화질소 가스 및 산소 가스 공급 라인과,
    상기 플라즈마 처리실의 후단으로부터 반도체 제조 장치 또는 액정 디스플레이 제조 장치의 진공 배기 라인의 배관에 연결된 배관 연결 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 내 공정 부산물 제거 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 플라즈마 처리실의 하우징의 내부에는 2개의 전극이 서로 절연적으로 배치되고, 상기 2개의 전극 사이에는 상기 삼불화질소 가스 및 산소 가스 공급 라인이 연결되는 것을 특징으로 하는 배관 내 공정 부산물 제거 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 2개의 전극 사이에는 질소 가스 공급 라인이 연결되는 것을 특징으로 하는 배관 내 공정 부산물 제거 장치.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 2개의 전극은, 상기 하우징의 내주면 상에 배치된 환형상의 전극과, 상기 하우징의 중간에 배치된 막대형상의 전극인 것을 특징으로 하는 배관 내 공정 부산물 제거 장치.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 환형상의 전극에는 전원공급장치가 연결되고, 상기 전원공급장치에는 제어부가 설치된 것을 특징으로 하는 배관 내 공정 부산물 제거 장치.
  11. 청구항 6에 있어서, 상기 배관 연결 라인은 상기 진공 배기 라인의 배관에 5m 내지 7m의 간격으로 연결된 것을 특징으로 하는 배관 내 공정 부산물 제거 장치.
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