KR101032087B1 - Plasma processing system - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 플라즈마 처리 시스템은 기판 처리공정이 수행되는 챔버; 상기 챔버에서 배출되는 가스의 배출을 안내하는 배출배관; 상기 배출배관으로 진공 펌핑력을 제공하는 진공펌프; 상기 배출배관에 설치되어 상기 배출배관에 증착되는 유기화합물을 정화하는 오존 세정부를 구비하는 것으로, 이러한 본 발명에 따른 플라즈마 처리 시스템은 공정챔버에서 가스 스크러버 사이의 배관 상에 증착된 휘발성 유기화합물을 배관의 위치마다 선택적으로 오존 세정부를 이용하여 유기화합물을 정화할 수 있도록 하여 반도체 및 평판표시장치의 제조효율을 향상시킬 수 있도록 하고, 유해한 휘발성 유기화합물이 배출배관에 증착되거나 대기 중으로 방출되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.The plasma processing system according to the present invention includes a chamber in which a substrate processing process is performed; A discharge pipe for guiding discharge of the gas discharged from the chamber; A vacuum pump providing a vacuum pumping force to the discharge pipe; And an ozone cleaning unit installed in the discharge pipe to purify the organic compound deposited on the discharge pipe. The plasma processing system according to the present invention includes a volatile organic compound deposited on a pipe between gas scrubbers in a process chamber. The ozone cleaning unit can be used to purify organic compounds selectively at each position of the pipe to improve the manufacturing efficiency of semiconductor and flat panel display devices. It is effective to prevent it.

Description

플라즈마 처리 시스템{PLASMA PROCESSING SYSTEM}Plasma Treatment System {PLASMA PROCESSING SYSTEM}

본 발명은 플라즈마 처리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 챔버에서 발생하는 휘발성 유기화합물과 같은 이물질이 배관 등에 증착되는 것을 방지하기 위하여 이물질을 정화하도록 하는 플라즈마 처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma processing system, and more particularly, to a plasma processing system for purifying a foreign matter in order to prevent foreign matters such as volatile organic compounds generated in a chamber from being deposited on a pipe or the like.

일반적으로 반도체 제조공정 또는 평판표시장치 제조공정 중 플라즈마 식각장치를 이용하여 유기물을 제거하는 공정을 수행할 때에 공정의 부산물로 휘발성 유기화합물(VOC: Volatile Organic Compounds)이 발생한다. In general, volatile organic compounds (VOCs) are generated as by-products of the process when the organic material is removed by using a plasma etching device in a semiconductor manufacturing process or a flat panel display manufacturing process.

이 휘발성 유기화합물은 대기 중에서 질소산화물과 공존하면 햇빛의 작용으로 광화학반응을 일으켜 오존 및 팬(PAN:퍼옥시아세틸 나이트레이트) 등 광화학 산화성 물질을 생성시켜 광화학 스모그를 유발시킨다. When volatile organic compounds coexist with nitrogen oxides in the atmosphere, they cause photochemical reactions under the action of sunlight to generate photochemical oxidizing substances such as ozone and pan (PAN: peroxyacetyl nitrate) to induce photochemical smog.

따라서 반도체 제조공정 및 평판표시장치 제조공정에서는 이 휘발성 유기화합물을 제거하는 공정이 필요한데, 일반적으로 반도체 제조공정 및 평판표시장치 제조공정에서는 공정시 배기되는 가스에 대하여 가스 스크러버(Scrubber)를 이용하 여 정화를 수행한 후 정화된 공기를 배출하도록 하고 있다.Therefore, the process of removing this volatile organic compound is required in the semiconductor manufacturing process and the flat panel display manufacturing process. Generally, the semiconductor manufacturing process and the flat panel display manufacturing process use a gas scrubber to purify the exhaust gas during the process. After purging, the purified air is discharged.

그러나 이 휘발성 유기화합물은 가스 스크러버까지 진행하기 전에 플라즈마 챔버와 가스 스크러버 사이의 배관에 다량 증착될 수 있다. 따라서 이 배관에 증착된 휘발성 유기화합물을 제거하기 위하여 주기적으로 배관을 교체 또는 유지보수 및 세정을 수행하여야 하므로 반도체 및 평판표시장치의 제조 공정효율이 떨어지는 문제점이 있다. However, this volatile organic compound may be deposited in large quantities in the piping between the plasma chamber and the gas scrubber before proceeding to the gas scrubber. Therefore, in order to remove the volatile organic compounds deposited on the pipes, the pipes must be periodically replaced or maintained, and the cleaning process has a problem in that the manufacturing process efficiency of semiconductor and flat panel display devices is lowered.

본 발명의 목적은 공정챔버와 가스 스크러버 사이의 배출배관에 오존 세정부를 설치하여 배출배관 내부에 증착된 휘발성 유기화합물을 미리 정화할 수 있도록 하는 플라즈마 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plasma processing system that can purify a volatile organic compound deposited inside the discharge pipe by installing an ozone cleaner in the discharge pipe between the process chamber and the gas scrubber.

본 발명에 따른 플라즈마 처리 시스템은 기판 처리공정이 수행되는 챔버; 상기 챔버에서 배출되는 가스의 배출을 안내하는 배출배관; 상기 배출배관으로 진공 펌핑력을 제공하는 진공펌프; 상기 배출배관에 설치되어 상기 배출배관에 증착되는 유기화합물을 정화하는 오존 세정부를 구비한다.The plasma processing system according to the present invention includes a chamber in which a substrate processing process is performed; A discharge pipe for guiding discharge of the gas discharged from the chamber; A vacuum pump providing a vacuum pumping force to the discharge pipe; It is provided in the discharge pipe is provided with an ozone cleaning unit for purifying the organic compound deposited on the discharge pipe.

상기 진공펌프에서 배출되는 가스의 이물질을 세정하는 가스 스크러버를 더 구비하고, 상기 배출배관은 상기 챔버의 배출부와 상기 진공펌프 사이에 연결되는 제 1배출배관과 상기 진공펌프의 배출 측과 상기 가스 스크러버 사이에 설치되는 제 2배출배관을 포함할 수 있다.Further comprising a gas scrubber for cleaning the foreign matter of the gas discharged from the vacuum pump, the discharge pipe is the first discharge pipe connected between the discharge portion of the chamber and the vacuum pump and the discharge side of the vacuum pump and the gas It may include a second discharge pipe installed between the scrubber.

상기 오존 세정부는 상기 제 1배출배관에 설치되는 제 1오존 세정부와 상기 제 2배출배관에 설치되는 제 2오존 세정부와, 상기 제 1오존 세정부와 상기 제 2오존 세정부에 교류 전압을 인가하는 전원부를 포함할 수 있다.The ozone cleaning unit is provided with an alternating voltage between a first ozone cleaning unit installed in the first discharge pipe and a second ozone cleaning unit installed in the second discharge pipe, and the first ozone cleaning unit and the second ozone cleaning unit. It may include a power supply for applying.

상기 제 1오존 세정부와 상기 제 2오존 세정부에 선택적으로 교류 전압을 인가하도록 제어하는 제어부를 구비할 수 있다.The control unit may be configured to control to selectively apply an alternating voltage to the first ozone cleaner and the second ozone cleaner.

상기 오존 세정부는 상기 배출배관의 외주에 권취된 감응코일을 포함할 수 있다.The ozone cleaning unit may include a sensitive coil wound around the outer circumference of the discharge pipe.

본 발명에 따른 플라즈마 처리 시스템은 공정챔버에서 가스 스크러버 사이의 배관 상에 증착된 휘발성 유기화합물을 배관의 위치마다 선택적으로 오존 세정부를 이용하여 유기화합물을 정화할 수 있도록 하여 반도체 및 평판표시장치의 제조효율을 향상시킬 수 있도록 하고, 유해한 휘발성 유기화합물이 배출배관에 증착되거나 대기 중으로 방출되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.In the plasma processing system according to the present invention, a volatile organic compound deposited on a pipe between a gas scrubber in a process chamber can be selectively purified by using an ozone cleaner for each position of the pipe, thereby providing a semiconductor and flat panel display device. It is possible to improve the manufacturing efficiency and to prevent harmful volatile organic compounds from being deposited in the exhaust pipe or released into the atmosphere.

도 1은 본 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing a plasma processing system according to the present embodiment.

도 1에 도시된 바와 같이 플라즈마 처리 시스템은 반도체 또는 평판표시소자 의 제조공정이 수행하기 위하여 내부에 기판(S)이 안착되는 스테이지(101)와 플라즈마 발생을 위한 전극이 마련된 챔버(100)를 구비한다. As shown in FIG. 1, the plasma processing system includes a stage 101 on which a substrate S is mounted and a chamber 100 provided with electrodes for generating plasma, in order to perform a semiconductor or flat panel display device manufacturing process. do.

챔버(100)는 플라즈마 식각과 같은 기판 처리공정이 수행되는 진공 챔버(100)일 수 있다. 챔버(100)의 가스 배출부 측에는 제 1배출배관(110)이 연결되고, 이 제 1배출배관(110)에는 공정 수행시 챔버(100) 내부의 진공 펌핑을 위하여 제 1배출배관(110)과 연결되는 진공펌프(120)가 설치된다.The chamber 100 may be a vacuum chamber 100 in which a substrate processing process such as plasma etching is performed. The first discharge pipe 110 is connected to the gas discharge side of the chamber 100, and the first discharge pipe 110 is connected to the first discharge pipe 110 to pump the vacuum in the chamber 100 during the process. The vacuum pump 120 to be connected is installed.

그리고 진공펌프(120)에서 배출되는 배기가스에서 각종 이물질을 세정하여 대기 중으로 배기하는 가스 스크러버(140)(scrubber)가 구비되고, 가스 스크러버(140)와 진공펌프(120)사이에는 가스 스크러버(140)와 진공펌프(120)를 연결하는 제 2배출배관(130)이 구비된다. 이 제 1배출배관(110)과 제 2배출배관(120)은 절연성 재질로 구성될 수 있다.In addition, a gas scrubber 140 (scrubber) for cleaning various foreign substances from the exhaust gas discharged from the vacuum pump 120 and exhausting them to the atmosphere is provided, and a gas scrubber 140 is provided between the gas scrubber 140 and the vacuum pump 120. ) And a second discharge pipe 130 connecting the vacuum pump 120 is provided. The first discharge pipe 110 and the second discharge pipe 120 may be made of an insulating material.

한편, 제 1배출배관(110)과 제 2배출배관(130)에는 각각 제 1배출배관(110) 내부로 유입되는 휘발성 유기화합물이 제 1배출배관(110)과 제 2배출배관(130) 내부에 증착되는 것을 방지하기 위하여 이 휘발성 유기화합물을 정화하는 제 1오존 세정부(200)가 구비되고, 제 2배출배관(130) 내부로 유입되는 휘발성 유기화합물이 증착되는 것을 방지하기 위하여 이 휘발성 유기화합물을 정화하는 제 2오존 세정부(300)가 구비된다. Meanwhile, volatile organic compounds introduced into the first discharge pipe 110 are respectively discharged into the first discharge pipe 110 and the second discharge pipe 130 in the first discharge pipe 110 and the second discharge pipe 130, respectively. The first ozone cleaning unit 200 is provided to purify the volatile organic compound to prevent deposition on the volatile organic compound, and the volatile organic compound to prevent the volatile organic compound flowing into the second discharge pipe 130 from being deposited. A second ozone cleaner 300 for purifying the compound is provided.

그리고 제 1오존 세정부(200)와 제 2오존 세정부(300)의 구동을 제어하기 위한 제어부(150)와 이 제어부(150)에 의하여 제어되며 제 1오존 세정부(200)와 제 2오존 세정부(300)에 선택적으로 교류 전압을 인가하거나 또는 동시에 교류 전압을 인가하는 전원(160)을 구비한다. 전원(160)은 5 ~ 25kV의 교류전압을 발생시킨다. And a controller 150 for controlling the driving of the first ozone cleaner 200 and the second ozone cleaner 300, controlled by the controller 150, and controlled by the first ozone cleaner 200 and the second ozone cleaner. The cleaning unit 300 includes a power source 160 for selectively applying an alternating voltage or simultaneously applying an alternating voltage. The power supply 160 generates an AC voltage of 5 to 25 kV.

한편, 제 1오존 세정부(200)와 제 2오존 세정부(300)는 동일한 구성으로 되어 있다. 따라서 이하에서는 제 1오존 세정부(200)의 구성을 설명하며, 제 2오존 세정부(300)의 구성은 제 1오존 세정부(200)의 구성을 참조하여 이해하도록 한다.On the other hand, the first ozone cleaner 200 and the second ozone cleaner 300 have the same configuration. Therefore, hereinafter, the configuration of the first ozone cleaner 200 will be described, and the configuration of the second ozone cleaner 300 will be understood with reference to the configuration of the first ozone cleaner 200.

도 2는 본 실시예에 따른 오존 세정부의 구성을 도시한 도면이다. 2 is a view showing the configuration of the ozone washing unit according to the present embodiment.

도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 오존 세정부는 제 1배출배관(110)의 외주에 나선 코일 형태로 감겨있는 감응코일(210)을 포함한다. 따라서 감응코일(210)에 교류 전압이 인가되면 무성방전(silent discharge)에 의하여 제 1배출배관(110)의 내부에서 오존이 발생하여 휘발성 유기화합물을 정화하게 된다. As shown in FIG. 2, the ozone cleaner according to the present embodiment includes a sensitive coil 210 wound in the form of a spiral coil on the outer circumference of the first exhaust pipe 110. Therefore, when an alternating voltage is applied to the sensitive coil 210, ozone is generated inside the first discharge pipe 110 by a silent discharge to purify the volatile organic compound.

그리고 제 1배출배관(110)의 양단에는 챔버(100)측과 연결되는 제 1플렌지(111a)와 진공펌프(120) 측과 연결되는 제 2플렌지(111b)를 구비한다. 이 제 1플렌지(111a)와 제 2플렌지(111b)는 접지 처리되고, 각각의 플렌지(111a)(111b)와 배출배관(110) 사이의 접촉부분에는 밀폐링(112)이 설치될 수 있다.And both ends of the first discharge pipe 110 is provided with a first flange 111a connected to the chamber 100 side and a second flange 111b connected to the vacuum pump 120 side. The first flange 111a and the second flange 111b may be grounded, and a sealing ring 112 may be installed at a contact portion between each of the flanges 111a and 111b and the discharge pipe 110.

한편, 오존의 발생을 위하여 챔버(100) 측으로부터 산소 또는 공기가 공급되도록 할 수 있다. 따라서 무성방전으로 제 1배출배관(110) 내부에서는 산소의 일부를 변화시켜 대략 함유량 10% 정도의 오존과 산소(공기)의 혼합물을 발생시킨다. 그리고 이때 발생한 오존은 휘발성 유기화합물을 살균, 정화하게 된다.Meanwhile, oxygen or air may be supplied from the chamber 100 side to generate ozone. Therefore, a part of oxygen is changed inside the first discharge pipe 110 due to silent discharge, thereby generating a mixture of ozone and oxygen (air) having a content of approximately 10%. The ozone generated at this time sterilizes and purifies volatile organic compounds.

이하에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템은 작용에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the plasma processing system according to the present embodiment configured as described above will be described.

플라즈마 처리 시스템은 유리 기판 또는 웨이퍼에 대한 식각 공정을 챔 버(100) 내부에서 실시한다. 이러한 식각 공정 중 챔버(100) 내부의 진공 펌핑을 위하여 진공펌프(120)가 동작하고, 이때 공정 중 발생하는 각종 부산물들은 제 1배출배관(110)과 진공펌프(120) 그리고 제 2배출배관(130)을 차례로 거쳐서 가스 스크러버(140)로 유입된다. The plasma processing system performs an etching process on the glass substrate or wafer inside the chamber 100. During the etching process, the vacuum pump 120 operates to vacuum the inside of the chamber 100, and various by-products generated during the process are the first discharge pipe 110, the vacuum pump 120, and the second discharge pipe ( 130 is sequentially introduced into the gas scrubber 140.

그리고 가스 스크러버(140)는 챔버(100)에서 배출되는 유해가스를 다양한 방법으로 정화하여 최종적으로 정화된 가스가 외부로 배출되도록 한다.In addition, the gas scrubber 140 purifies the harmful gas discharged from the chamber 100 in various ways so that the finally purified gas is discharged to the outside.

이와 같은 플라즈마 처리 시스템의 동작중 식각 공정 시에 발생하는 휘발성 유기화합물들은 진공펌프(120)에 의하여 공정 챔버(100) 내부에서 배출된다. 이 휘발성 유기화합물은 포토레지스트(Photoresisit)의 패턴 식각 시의 반응에 의하여 발생할 수 있다. Volatile organic compounds generated during the etching process during the operation of the plasma processing system are discharged from the process chamber 100 by the vacuum pump 120. This volatile organic compound may be generated by a reaction during the pattern etching of the photoresist.

그런데 이 휘발성 유기화합물들이 배출배관(110)(130)에서 미리 효과적으로 제거되지 못하면, 가스 스크러버(140)로 진행하기 전에 배출배관(110)(130)에 증착될 수 있다. 따라서 챔버(100)의 식각 공정 중에 제 1오존 발생기(200)와 제 2오존 발생기(300)는 제 1배출배관(110)과 제 2배출배관(130)으로 유입되는 휘발성 유기화합물을 정화한다.However, if the volatile organic compounds are not effectively removed in advance from the discharge pipes 110 and 130, they may be deposited on the discharge pipes 110 and 130 before proceeding to the gas scrubber 140. Therefore, the first ozone generator 200 and the second ozone generator 300 purify the volatile organic compounds introduced into the first discharge pipe 110 and the second discharge pipe 130 during the etching process of the chamber 100.

한편, 제어부(150)는 제 1오존 발생기(200)와 제 2오존 발생기(300)에 선택적으로 교류 전압을 제공하도록 할 수 있다. 이와 같은 기능은 제 1배출배관(110)에 다량의 휘발성 유기 화합물이 유입되고, 상대적으로 제 2배출배관(120) 측에는 제 1배출배관(110) 측보다 작은 양은 휘발성 유기 화합물이 유입될 수 있기 때문에 제 1배출배관(110) 측에서 보다 장시간의 정화 공정이 이루어지도록 하고, 상대적 으로 제 2배출배관(120)에서는 필요시마다 정화 공정이 이루어지도록 함으로써 소비전략의 절감과 효율 향상에 기여하도록 할 수 있다. The controller 150 may selectively provide an AC voltage to the first ozone generator 200 and the second ozone generator 300. In this function, a large amount of volatile organic compounds may be introduced into the first discharge pipe 110, and the volatile organic compounds may be introduced into the second discharge pipe 120 in a smaller amount than the first discharge pipe 110. Therefore, the purification process is performed for a longer time on the first discharge pipe 110 side, and the purification process is performed whenever necessary on the second discharge pipe 120, thereby contributing to the reduction of the consumption strategy and the improvement of efficiency. have.

이상에서 본 발명의 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 특허청구범위에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can make various changes without departing from the scope of the present invention as defined in the appended claims. It will be appreciated that the modification can be carried out as follows.

도 1은 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치를 도시한 도면이다.1 is a view showing a plasma processing apparatus according to the present embodiment.

도 2는 본 실시예에 따른 오존 세정부의 구성을 도시한 도면이다.2 is a view showing the configuration of the ozone washing unit according to the present embodiment.

Claims (5)

기판 처리공정이 수행되는 챔버;A chamber in which a substrate treating process is performed; 상기 챔버에서 배출되는 가스의 배출을 안내하는 배출배관;A discharge pipe for guiding discharge of the gas discharged from the chamber; 상기 배출배관으로 진공 펌핑력을 제공하는 진공펌프;A vacuum pump providing a vacuum pumping force to the discharge pipe; 상기 배출배관에 설치되어, 상기 배출배관의 내부에서 오존을 발생시켜 상기 배출배관에 증착되는 유기화합물을 정화하는 오존 세정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템.And an ozone cleaning unit installed in the discharge pipe and generating ozone in the discharge pipe to purify the organic compound deposited on the discharge pipe. 제 1항에 있어서, 상기 진공펌프에서 배출되는 가스의 이물질을 세정하는 가스 스크러버를 더 구비하고, 상기 배출배관은 상기 챔버의 배출부와 상기 진공펌프 사이에 연결되는 제 1배출배관과 상기 진공펌프의 배출 측과 상기 가스 스크러버 사이에 설치되는 제 2배출배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템.The vacuum pump of claim 1, further comprising a gas scrubber for cleaning the foreign matter of the gas discharged from the vacuum pump, wherein the discharge pipe is connected between the discharge part of the chamber and the vacuum pump. And a second discharge pipe installed between the discharge side of the gas scrubber and the discharge side of the gas scrubber. 제 2항에 있어서, 상기 오존 세정부는 상기 제 1배출배관에 설치되는 제 1오존 세정부와 상기 제 2배출배관에 설치되는 제 2오존 세정부와,3. The ozone cleaner of claim 2, wherein the ozone cleaner comprises: a first ozone cleaner provided in the first exhaust pipe and a second ozone cleaner installed in the second exhaust pipe; 상기 제 1오존 세정부와 상기 제 2오존 세정부에 교류 전압을 인가하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템.And a power supply unit applying an alternating voltage to the first ozone cleaner and the second ozone cleaner. 제 3항에 있어서, 상기 제 1오존 세정부와 상기 제 2오존 세정부에 선택적으로 교류 전압을 인가하도록 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템.4. The plasma processing system of claim 3, further comprising a control unit configured to selectively apply an alternating voltage to the first ozone cleaner and the second ozone cleaner. 제 1항에 있어서, 상기 오존 세정부는 상기 배출배관의 외주에 권취된 감응코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템.The plasma processing system of claim 1, wherein the ozone cleaning unit comprises a sensitive coil wound around an outer circumference of the discharge pipe.
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