KR101567562B1 - 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기 - Google Patents

공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기 Download PDF

Info

Publication number
KR101567562B1
KR101567562B1 KR1020140070600A KR20140070600A KR101567562B1 KR 101567562 B1 KR101567562 B1 KR 101567562B1 KR 1020140070600 A KR1020140070600 A KR 1020140070600A KR 20140070600 A KR20140070600 A KR 20140070600A KR 101567562 B1 KR101567562 B1 KR 101567562B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conduit
thickness
electrode portion
electrode
layer
Prior art date
Application number
KR1020140070600A
Other languages
English (en)
Inventor
강경두
고경오
노명근
Original Assignee
(주)클린팩터스
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 (주)클린팩터스 filed Critical (주)클린팩터스
Priority to KR1020140070600A priority Critical patent/KR101567562B1/ko
Priority to CN201480077933.9A priority patent/CN106165062A/zh
Priority to PCT/KR2014/010121 priority patent/WO2015160058A1/ko
Priority to TW103141690A priority patent/TWI628980B/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR101567562B1 publication Critical patent/KR101567562B1/ko

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
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/67034—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for drying
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/07—Arrangement or mounting of devices, e.g. valves, for venting or aerating or draining
    • 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
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67046—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly scrubbing means, e.g. brushes
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은, 플라즈마 반응기에 관한 것으로서, 공정 챔버에서 배출되는 배기가스를 분해하도록 공정챔버와 진공펌프 사이에 배치되는 플라즈마 반응기에 있어서, 상기 배기가스가 유동하며, 유전체로 형성된 도관; 상기 도관 상에 설치되어, 상기 도관의 내부 공간과 차폐되는 제1 전극부; 및 상기 제1 전극부와 이격되어 배치되며, 상기 제1 전극부와 플라즈마 방전을 일으켜서 상기 배기가스를 분해하는 제2 전극부를 포함하고, 상기 플라즈마 방전에 의하여 상기 도관의 손상을 방지하기 위하여, 상기 도관의 두께는 상기 플라즈마 방전이 집중되는 부분의 두께가 주변 부분의 두께보다 두껍게 형성한다.

Description

공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기 {Plasma reactor for purifying exhaust gas of the process facility}
본 발명은 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마 방전에 의한 도관의 손상을 방지할 수 있는 구조를 갖는 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기에 관한 것이다.
반도체, 디스플레이 장치, 태양전지 등의 제조공정에는 기능성 박막 형성, 건식식각 등과 같은 공정이 적용된다. 이러한 공정은 일반적으로 진공챔버에서 이루어지고, 기능성 박막형성에는 다양한 종류의 금속, 비금속 전구체들이 공정 가스로 이용되며, 건식식각에도 다양한 종류의 에칭 가스가 이용된다.
공정챔버를 배기하기 위한 시스템은 공정챔버, 진공펌프, 스크러버 등으로 이루어지는 각 구성요소들은 서로 배기라인을 통하여 연결된다. 이때, 공정챔버에서 배기되는 가스는 공정에 따라 차이가 있지만, 기체분자 혹은 에어로졸 상태의 미반응 전구체(precursor), 고체성 시드 크리스탈(seed crystal) 등을 포함할 수 있고, 비활성 가스를 캐리어 가스로 더 포함할 수 있다. 이러한 배기가스들은 배기라인을 따라 진공펌프로 유입되는데, 진공펌프의 내부에서는 100℃ 이상의 고온상태에서 배기가스들의 압축이 일어나므로, 배기가스들의 상변이가 쉽게 일어나 진공펌프 내부에 고체성 부산물이 쉽게 형성되고 축적되고, F, Cl 등을 포함하는 부식성 가스의 부산물들에 부식되어 진공펌프의 고장 원인이 된다.
배기가스에 의한 진공펌프 고장을 개선하기 위하여 진공펌프의 전단에 저압 플라즈마 장치를 추가하여 메인장비-저압 플라즈마 장치-진공펌프-스크러버 형태로 전체 배기시스템을 재구성하는 새로운 접근이 시도되어 좋은 효과를 얻고 있다. 한국등록특허 제1065013호는 AC 구동 전압을 인가하여 도관 장벽에 방전을 일으키는 방법으로 배기가스를 분해하는 플라즈마 반응기 기술을 개시하고 있다.
그런데 플라즈마 반응기의 도관은 플라즈마 반응기의 내부에서 일어나는 플라즈마 방전이나 플라즈마 방전에 의해 분해되는 배기가스의 미세 입자에 의해 손상이 되어 플라즈마 반응기의 수명이 단축되는 문제점이 있다. 또한, 플라즈마 방전이 일어나게 되면 플라즈마 방전에 의해 생성된 하전입자는 전계에 의하여 도관의 내주면을 타격(이온충격)하게 되어 도관이 손상되는 문제점이 있다. 특히, 플라즈마 방전이 집중되는 영역에서 도관의 손상이 더 빨리 진행되기 때문에 이로 인해 플라즈마 반응기에서 도관을 자주 교체해야 하거나 도관만의 교체가 불가능할 때에는 플라즈마 반응기를 전체적으로 교환해야 하므로 사용자의 부담이 증가하는 문제점도 있다.
본 발명은 플라즈마 방전에 의한 도관의 손상을 방지할 수 있는 구조를 갖는 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 공정 챔버에서 배출되는 배기가스를 분해하도록 공정챔버와 진공펌프 사이에 배치되는 플라즈마 반응기에 있어서, 상기 배기가스가 유동하며, 유전체로 형성된 도관; 상기 도관 상에 설치되어, 상기 도관의 내부 공간과 차폐되는 제1 전극부; 및 상기 제1 전극부와 이격되어 배치되며, 상기 제1 전극부와 플라즈마 방전을 일으켜서 상기 배기가스를 분해하는 제2 전극부를 포함하고, 상기 플라즈마 방전에 의하여 상기 도관의 손상을 방지하기 위하여, 상기 도관의 두께는 상기 플라즈마 방전이 집중되는 부분의 두께가 주변 부분의 두께보다 두껍게 형성되는 플라즈마 반응기를 제공한다.
본 발명에 따른 플라즈마 반응기는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 도관의 두께를 설정된 기준으로부터 플라즈마 방전이 집중되는 영역을 향할수록 두꺼워지게 형성함으로써, 플라즈마 방전 및 플라즈마 방전에 의해 분해되는 배기가스의 미세 입자들에 의해 도관이 손상되는 것을 방지하며, 플라즈마 방전에 의해 생성된 하전입자가 전계에 의하여 도관에 이온충격되어 도관이 손상되는 것을 방지하여 플라즈마 반응기의 수명을 향상시키는 효과를 가질 수 있다.
둘째, 도관을 두 개의 층으로 각각 형성하면 플라즈마 방전에 직접 접촉하는 층을 내식성에 강한 물질을 포함하여 형성함으로써, 도관의 손상을 방지하고 플라즈마 반응기의 수명을 연장시키는 효과를 가질 수 있다.
도 1은 공정챔버, 진공펌프, 스크러버 및 플라즈마 반응기의 연결 관계를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 단면도이다.
도 3은 도 2에 따른 플라즈마 반응기 도관의 다른 실시 형태가 도시된 것이다.
도 4는 도 3에 따른 플라즈마 반응기 도관의 다른 실시 형태가 도시된 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 단면도이다.
도 6은 도 4에 따른 플라즈마 반응기 도관의 다른 실시 형태가 도시된 것이다.
도 2 및 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기에 대해 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구성에 대한 구체적인 설명에 앞서, 상기 플라즈마 반응기(100)는 공정챔버(10)에서 배출되는 금속 전구체, 비금속 전구체 및 공정가스, 클리닝(cleaning) 가스의 부산물들을 포함하는 배기가스를 분해하도록 상기 공정챔버(10)와 진공펌프(30) 사이에 배치된다. 상기 공정챔버(10)내 배기가스가 상기 진공펌프(10)에 의해 배출되면 상기 플라즈마 반응기(100)에 의해 분해되고, 정화된 후 상기 진공펌프(30)로 유동된다. 그러나 상기 플라즈마 반응기(100)가 반드시 상기 공정챔버(10)와 상기 진공펌프(30) 사이에 배치되어야 하는 것은 아니다. 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 진공펌프(30)와 상기 스크러버(50) 사이에 배치될 수도 있다. 상기 플라즈마 반응기(100)를 복수 개 설치하여 상기 배기가스의 분해 및 정화 과정을 여러 번 반복할 수도 있다. 상기 공정챔버(10), 상기 플라즈마 반응기(100), 상기 진공펌프(30) 및 상기 스크러버(50)는 상호가 배기라인에 의해 연결된다.
상기 공정챔버(10)는 내부가 진공환경으로 조성되어 애싱(ashing), 증착, 식각, 사진, 세정 및 질화 등의 공정들을 수행한다. 본 실시예에서는 상기 공정챔버(10)에서 박막형성 또는 건식식각이 이루어지는 것을 예로 들어 설명한다.
미반응 금속성 전구체 분자들이 분해된 후 금속성 부산물을 형성하거나, 미반응 비금속성 전구체 분자들이 분해된 후 비금속성 부산물을 형성할 경우, 상기 진공펌프(30)의 내면 또는 상기 스크러버(50)의 내면에 축적되어 많은 문제점을 야기한다. 반응성 가스는, 상기 미반응 금속성 전구체 분자들 또는 상기 미반응 비금속 전구체 분자들이 분해 된 후, 금속성 부산물 또는 비금속성 부산물을 형성하지 않고 미세입자의 금속 산화물 또는 비금속 산화물을 형성하도록 유도한다. 또한, F 원자 또는 Cl 원자를 포함하는 미반응 공정가스 및 미반응 클리닝가스 분자들의 분해 시 생성되어, 상기 진공펌프(30)에 유입 시 상기 진공펌프(30) 내면에 형성된 금속 표면과 반응하여 부식/식각을 야기하는 활성화된 F- 혹은 Cl- 들을, HF, HCl, 금속원자 ??F-0, 금속원자 ??Cl-0 또는 금속원자 ??F-Cl-0 를 포함하는 비결정 합금 형태로 바꿔줄 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하여 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기(100, 100`)는 도관(110, 110`), 제1 전극부(120), 제2 전극부(130)들 및 하우징(140)을 포함한다. 먼저, 상기 플라즈마 반응기(100)의 상기 도관(110)은 상기 배기가스가 유동하는 유동 경로로서, 예시적으로 내부가 길이 방향을 따라 관통된 원통형으로 형성된다. 상기 도관(110, 110`)은 알루미나, 지르코니아(ZrO2), 이트리아(Y2O3), 사파이어, 석영관, 유리관 등의 고유전체를 포함하는 유전체로 형성된다.
상기 제1 전극부(120)는 상기 도관(110, 110`)외 외주면을 둘러싸도록 상기 도관(110, 110`)의 외주면에 외삽 설치되고, 상기 제2 전극부(130)들과 상호 이격되어 있어 상기 제2 전극부(130)들과의 사이에 플라즈마 방전을 일으킨다. 상기 제1 전극부(120)는 상기 도관(110, 110`)의 외주면을 둘러싸며 설치될 수 있도록 튜브 형태로 형성된다. 일반적으로 상기 제1 전극부(120)는 상기 제2 전극부(130)들과의 사이에 플라즈마 방전이 일어날 수 있도록 구동전극의 기능을 한다. 따라서 상기 제1 전극부(220)에 AC 전압이 인가된다. 도 2를 참조하면, 상기 제1 전극부(120)는 상기 도관(110)의 길이 방향을 따라 길이가 길게 형성되나 이에 한정될 필요는 없다. 상기 도관(110)과 상기 제1 전극부(120) 사이에는 튜브 구조의 완충부(미도시)가 삽입되어 있는데, 상기 완충부는 전기 전도성을 갖는 물질 또는 유전체로 형성되고, 상기 도관(110)과 상기 제1 전극부(120)가 밀착될 수 있도록 탄성을 갖는다.
상기 제2 전극부(130)들은 도 2 및 도 3에 따른 일 실시예에서는 상기 도관(110, 110`)의 일 단 또는 양 단부에 상기 도관(110, 110`)과 연통되게 연결된다. 본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 도관(110)의 양 단부에 연통되게 연결된 것으로 설명한다. 전술에서 상기 제1 전극부(120)는 AC 전압이 인가되는 구동 전극의 기능을 하므로, 상기 제2 전극부(130)들은 상기 제1 전극부(120)와 플라즈마 방전을 일으킬 수 있는 접지전극 기능을 한다. 따라서 상기 제2 전극부(130)들은 금속체로 형성된다. 도 2에서는 상기 제2 전극부(230)의 횡단면이 길이방향을 따라 점진적으로 작아지게 형성되어 있으나, 이에 한정되지 않고 상기 제2 전극부의 횡단면이 길이 방향을 따라 균일하게 형성될 수도 있다. 상기 제2 전극부(130)는 상기 도관(110)에 연결된 위치에 따라 배기가스 유입구(131) 또는 배기가스 배출구(132)가 형성된다. 본 실시예에서는 예시적으로 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 상기 제2 전극부(130)에 상기 배기가스 유입구(131), 상기 배기가스 배출구(132)가 형성된다.
한편, 도 5 및 도 6을 참조하여 보면, 다른 실시 형태로 상기 제2 전극부(230)는 상기 도관(210, 210`)의 외주면에 외삽 설치될 수도 있다. 이 때, 상기 제2 전극부(230)는 상기 제1 전극부(220)와 설정 간격만큼 상호 이격되어 설치된다. 전술에서 상기 제1 전극부(120, 220)는 AC 전압이 인가되는 구동 전극이며, 제2 전극부(130, 230)는 상기 제1 전극부(120, 220)와의 사이에 플라즈마 방전을 일으킬 수 있도록 접지전극이 된다고 설명하였으나, 이에 한정될 필요는 없다. 예를 들어, 상기 제1 전극부(120, 220) 및 상기 제2 전극부(130, 230)에 모두 AC 전압이 인가되되, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 중 어느 하나에는 상대적으로 (+) 전압을 인가하고, 다른 하나에는 상대적으로 (-) 전압을 인가하여 두 전극부들 사이에 전압차를 주어 플라즈마 방전을 일으킬 수도 있다.
상기 배기가스는 상기 배기가스 유입구(131)를 통해 유입되어 상기 도관(110, 110`)으로 유동되고, 상기 도관(110, 110`) 내부에 일정 압력의 상기 배기가스가 존재하게 된다. 이때, 구동전극인 상기 제1 전극부(120)에 AC 전압이 인가되면, 접지전극인 상기 제2 전극부(130)들과의 사이에서 전자의 이동이 시작되며 배기가스를 분해하도록 플라즈마 방전이 발생된다.
상기 하우징(140)은 상기 도관(110, 110`)의 외주면과, 상기 도관(110, 110`)의 외주면에 외삽된 상기 제1 전극부(120)를 보호하도록 상기 도관(110)을 감싼다. 상기 하우징(140)은 상기 도관(110, 110`)의 외주면과의 사이에 이격 공간을 형성한다.
한편, 상기 도관(110, 110`)은 상기 제1 전극부(120) 및 상기 제2 전극부(130)와의 사이에 일어나는 플라즈마 방전에 의해 손상될 수 있는 문제점이 있다. 특히, 플라즈마 방전이 집중되는 영역(A)에 해당하는 부분의 상기 도관(110)에 많은 손상이 발생된다. 따라서 본 발명에서 상기 도관(110, 110`)의 두께는 상기 플라즈마 방전이 집중되는 영역(A)의 두께가 주변 부분의 두께보다 두껍게 형성된다. 이는 플라즈마 방전에 의해 생성된 하전 입자가 전계에 의하여 도관에 이온 충격되어 도관이 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다.
일반적으로 플라즈마 방전이 집중되는 영역(A)은 상기 제1 전극부(120)와 상기 제2 전극부(130) 사이이다. 도 2 및 도 3을 참조하여 보면, 본 실시예에서는 상기 도관(110, 110`)의 양 단부측이 상기 제1 전극부(120) 및 상기 제2 전극부(130)의 사이므로 플라즈마 방전이 집중되는 영역(A)에 해당하여 이 부분의 손상이 발생된다.
따라서 본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전극부(120)가 상기 도관(120)의 길이 방향 중앙에 설치될 때 상기 도관(110)의 길이 방향 중앙으로부터 상기 도관(110)의 길이 방향을 따라 상기 도관(110)의 양 단부를 향할수록 두께가 점진적으로 두꺼워지게 즉, 영(0) 이상의 증가율을 갖도록 형성된다. 도면을 참고하면, 상기 도관(110)의 길이 방향 중심에 해당하는 두께(t1)가 상기 도관(110)의 양 단부에 해당하는 두께(t2)가 될 때까지 점진적으로 두꺼워진다.
또는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 전극부(120)와 상기 제2 전극부(130)가 상기 도관(110`)의 길이 방향 가운데 부분을 기준으로 동일한 간격으로 이격되어 설치될 때, 상기 도관(110)의 길이 방향 가운데 부분으로부터 상기 도관(110`)의 길이 방향을 따라 양 단부를 향해 각각 설정 위치까지는 균일하게 형성되다가 설정 위치 이후부터 상기 도관(110`)의 양 단부까지는 두껍게 형성된다. 즉, 도면을 참고하면 상기 도관(110`)의 길이 방향 가운데 부분으로부터 상기 도관(110`)의 길이 방향을 따라 양 단부를 향해 설정된 위치까지는 두께가 t1`만큼 균일하고, 상기 설정 위치 이후부터 상기 도관(110`)의 양 단부까지는 상기 두께(t1`)보다 더 두꺼워져 두께 t2`만큼 균일하게 형성된다. 예시적으로 상기 두께(t1`(도 3 참조))는 6mm 내지 10mm의 두께로 형성되고, 상기 두께(t2`(도 3 참조))는 t1`의 두께(6mm 내지 10mm)보다 1mm 내지 2mm 더 두껍게 형성되나, 이에 한정되지 않고 다양한 두께로 형성될 수 있다.
상기 도관(110)은 두께가 길이 방향을 따라 동일하게 형성되는 제1층(111, 111`)과, 두께가 플라즈마 방전이 집중되는 영역(A)이 주변 부분보다 두껍게 형성되는 제2층(112, 112`)을 포함한다. 상기 도관(110, 110`)은 상기 제1층(111, 111`)과 상기 제2층(112, 112`)이 각각 별도로 제작되어 상기 제2층(112, 112`)이 상기 제1층(111, 111`)에 내삽되어 상기 제1층(111, 111`)과 상기 제2층(112, 112`)이 일체로 형성된다. 그러나 이에 한정되지 않고, 상기 제2층(112, 112`)은 상기 제1층(111, 111`)의 내측에 적층 또는 스프레이 분사 코팅, 딥핑(dipping)에 의해 형성되면서 상기 제1층(111, 111`)과 상기 제2층(112, 112`)이 일체로 형성될 수 도 있다.
전술한 바와 같이 상기 도관(110, 110`)은 유전체로 형성되는데, 상기 제2층(112, 112`)을 형성하는 유전체는 상기 제1층(111, 111`)을 형성하는 유전체보다 내식성이 강한 고유전체를 포함하여 형성된다. 특히, 상기 제1층(111, 111`)이 알루미나인 경우, 상기 제2층(112, 112`)의 재료로는 알루미나와 이트리아 혼합파우더를 소결하여 사용하거나, 알루미나 소재에 내스퍼터링이 뛰어난 이트리아 등을 포함하여 형성될 수 있다. 예를들어 질화규소(Si3N4) 또는 이트륨(Y2O3)를 사용할 수 있다. 이는 상기 제2층(112, 112`)이 상기 제1 전극부(120)와 상기 제2 전극부(130) 사이에 발생되는 플라즈마 방전에 직접적인 영향을 받기 때문이다. 따라서 상기 플라즈마 방전에 식각되는 것을 최소화하기 위해 상기 제2층(112, 112`)은 내식성이 강한 물질을 포함하여 형성한다.
또한, 상기 제1층(111, 111`)과 상기 제2층(112, 112`)이 각각 별도로 제작되어 상기 제2층(112, 112`)을 상기 제1층(111, 111`)에 내삽하여 일체로 형성하기 위해서는 상기 제1층(111, 111`) 및 상기 제2층(112, 112`)을 각각 탄성을 갖는 물질을 포함하여 형성할 수 있다. 상기 제1층(111, 111`)과 상기 제2층(112, 112`)을 유전체로만 제작하면 상기 제2층(112, 112`)을 상기 제1층(111, 111`)에 내삽하여도 고정이 잘 되지 않는 문제가 발생된다. 따라서 상기 제1층(111, 111`) 및 상기 제2층(112. 112`)을 각각 제작할 때 탄성을 갖는 물질을 포함하여 제작하면 상기 제1층(111, 111`) 및 상기 제2층(112, 112`)이 각각 탄성을 갖게 되면서 상기 제2층(112, 112`)을 상기 제1층(111, 111`)에 내삽하였을 때, 상기 제2층(112, 112`)이 상기 제1층(111, 111`)에 밀착되어 고정되므로 상기 제1층(111, 111`)과 상기 제2층(112, 112`)이 일체로 형성되며 상기 제2층(112, 112`)이 상기 제1층(111, 111`)으로부터 이탈, 분리되는 것을 방지할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 상기 제1층(111, 111`)과 상기 제2층(112, 112`)은 각각 유전체로만 형성되고, 상기 제2층(112, 112`)을 상기 제1층(111, 111`)에 내삽할 때 상기 제1 층(111, 111`)과 상기 제2층(112, 112`) 사이에 완충층(미도시)을 더 포함할 수도 있다.
한편, 상기 제2층(112, 112`)을 형성할 때에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 방전이 집중되는 영역(A)의 주변 영역에 해당하는 부분도 일정 두께만큼 더 형성할 수 있다. 상기 플라즈마 방전이 집중되는 영역(A)의 주변 영역은 플라즈마 방전에 의한 영향을 덜 받을 순 있어도 영향을 전혀 받지 않는 것은 아니기 때문에 상기 플라즈마 방전이 집중되는 영역(A)에 해당하는 두께만큼 두껍게 형성되지는 않아도 일정 두께를 갖도록 형성하여 상기 제1층(111, 111`)을 보호할 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 플라즈마 반응기(110`)에서 상기 도관(110`)의 다른 실시 형태로 형성된 예를 도시한 것이다. 도 4를 참조하여 보면, 상기 도관(110`)의 두께는 상기 제1 전극부(120)를 덮는 부분 중 상기 제2 전극부(120)에 인접한 부분의 두께가 상기 제1 전극부(120)와 상기 제2 전극부(130) 사이의 두께보다 더 두껍게 형성된다. 이는 전술한 바와 같이, 상기 플라즈마 방전이 상기 제1 전극부(120) 및 상기 제2 전극부(130)에 인접하여 집중적으로 일어나기 때문에, 상기 제1 전극부(120)와 상기 제2 전극부(130) 사이는 플라즈마 방전의 집중도가 낮게 된다. 따라서, 이 부분의 도관(110`)의 두께가 상대적으로 얇게 형성된다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기(200, 200`)가 도시된 것이다. 도 5 및 도 6에 따른 상기 플라즈마 반응기(200, 200`)의 도관(210, 210`), 하우징(240)은 전술한 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기(100, 100`)와 도관(110, 110`), 하우징(140)과 동일한 구성이므로 이에 대한 설명을 생략하기로 한다. 본 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(200, 200`)는 제1 전극부(220)와 제2 전극부(230)의 구조가 전술한 일 실시예와 차이가 있는데, 본 실시예에서는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전극부(220)와 상기 제2 전극부(230)가 상기 도관(210, 210`)의 외주면에 외삽 설치된다. 이때, 상기 제1 전극부(222)와 상기 제2 전극부(230)는 설정 간격만큼 이격된다. 따라서 본 실시예에서는 상기 플라즈마 방전이 집중되는 영역(A)이 상기 제1 전극부(220)와 상기 제2 전극부(230) 사이이다.
그러므로 본 실시예에서는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 도관(210, 210`)의 두께가 상기 제1 전극부(220)와 상기 제2 전극부(230)의 가운데 부분으로부터 각각 상기 제1 전극부(220)와 상기 제2 전극부(230)를 향할수록 영(0) 이하의 감소율을 갖도록 형성된다. 도면을 참고하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 도관(210, 210`)의 두께는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 도관(210, 210`)의 양 단으로부터 상기 도관(210, 210`)의 길이 방향을 따라 상기 도관(210, 210`)의 길이 방향 중앙(상기 제1 전극부(220)와 상기 제2 전극부(230)의 가운데 부분)을 향할수록 두께가 점진적으로 두꺼워지게 형성되거나, 도6에 도시된 바와 같이 상기 도관(210, 210`)의 양 단으로부터 길이 방향을 따라 설정 위치까지는 t3`의 두께만큼 균일하게 형성되다가 설정 위치 이후부터 상기 도관(210, 210`)의 길이 방향 중앙(상기 제1 전극부(220)와 상기 제2 전극부(230)의 가운데 부분)까지는 t4`의 두께만큼 두꺼워진 상태로 균일하게 형성될 수도 있다.
다만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 도 4의 도관(110`) 구조와 유사하게, 상기 제1 전극부(220)와 상기 제2 전극부(230)를 덮는 부분의 두께를 크게 하고, 상기 제1 전극부(220)와 상기 제2 전극부(230)의 사이를 얇게 할 수도 있다. 이 때, 상기 제1 전극부(220)와 상기 제2 전극부(230)를 덮는 부분의 전체를 두껍게 할 수도 있지만, 대응되는 전극부에 인접하는 부분만 두껍게 할 수도 있다.
한편, 본 실시예에 따른 상기 도관(210, 210`)은 형상에 있어서 전술한 일 실시예와 차이가 있을 뿐, 상기 도관(210, 210`)을 제작하는 방법에 있어서는 전술한 일 실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 공정챔버 30: 진공펌프
50: 스크러버
100, 100`, 200, 200`: 플라즈마 반응기
110, 110`, 210, 210`: 도관 111, 111`: 제1층
112, 112`: 제2층 120, 220: 제1 전극부
130, 230: 제2 전극부 140, 240: 하우징

Claims (14)

  1. 공정 챔버에서 배출되는 배기가스를 분해하도록 공정챔버와 진공펌프 사이에 배치되는 플라즈마 반응기에 있어서,
    상기 배기가스가 유동하며, 유전체로 형성된 도관;
    상기 도관 상에 설치되어, 상기 도관의 내부 공간과 차폐되는 제1 전극부; 및
    상기 제1 전극부와 이격되어 배치되며, 상기 제1 전극부와 플라즈마 방전을 일으켜서 상기 배기가스를 분해하는 제2 전극부를 포함하고,
    상기 플라즈마 방전에 의하여 상기 도관의 손상을 방지하기 위하여, 상기 도관의 두께는 상기 플라즈마 방전이 집중되는 부분의 두께가 주변 부분의 두께보다 두껍게 형성되는 플라즈마 반응기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 도관을 감싸며, 상기 도관의 외주면과의 사이에 이격 공간이 형성되는 하우징을 더 포함하는 플라즈마 반응기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극부는 상기 도관의 외주면에 외삽 되도록 튜브 형태로 형성되는 플라즈마 반응기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 전극부는 상기 도관의 일 단 또는 양단에 상기 도관과 연통되게 연결되고,
    상기 도관의 두께는 상기 제1전극부에서 상기 제2전극부로 갈수록 두꺼워지는 플라즈마 반응기.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 전극부는 상기 도관의 외주면에 외삽 설치되되, 상기 제1 전극부와 설정 간격만큼 이격되며,
    상기 도관의 두께는, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부의 가운데 부분이 가장 두껍게 형성되는 플라즈마 반응기.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 도관의 두께는, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부의 가운데 부분으로부터 각각 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부를 향할수록 얇아지는 플라즈마 반응기.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 전극부는 상기 도관의 길이 방향 중앙에 설치되며,
    상기 도관의 두께는 상기 도관의 길이 방향 중심으로부터 상기 도관의 일 단 또는 양 단을 향할수록 같거나 두껍게 형성되는 플라즈마 반응기.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 도관의 길이 방향 가운데 부분을 기준으로 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부가 동일한 간격으로 이격되게 설치되어 있으며,
    상기 도관의 두께는 상기 도관의 양단으로부터 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 사이 상기 플라즈마 방전이 집중되는 영역을 향할수록 같거나 두껍게 형성되는 플라즈마 반응기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 도관은,
    상기 도관의 길이 방향을 따라 두께가 동일하게 형성되는 제1층; 및
    상기 제1층의 내주면 상에 배치되고, 상기 플라즈마 방전이 집중되는 부분의 두께가 주변 부분의 두께보다 두껍게 형성되는 제2층을 포함하는 플라즈마 반응기.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2층은 상기 제1층에 내삽되어 형성되는 플라즈마 반응기.
  11. 청구항 9에 있어서,
    창기 제2층은 상기 제1층의 내측에 적층, 스프레이 분사 코팅 또는 딥핑(dipping)중 어느 하나에 의해 형성되는 플라즈마 반응기.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2층은 상기 제1층보다 내식성이 강한 플라즈마 반응기.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2층은 질화규소 또는 이트륨을 포함하는 플라즈마 반응기.
  14. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 전극부는 상기 도관의 일 단 또는 양단에 상기 도관과 연통되게 연결되고,
    상기 도관의 두께는,
    상기 제1 전극부를 덮는 부분 중 상기 제2 전극부와 인접된 부분의 두께가 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 사이의 두께보다 더 두껍게 형성되는 플라즈마 반응기.
KR1020140070600A 2014-04-16 2014-06-11 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기 KR101567562B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140070600A KR101567562B1 (ko) 2014-06-11 2014-06-11 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기
CN201480077933.9A CN106165062A (zh) 2014-04-16 2014-10-27 处理制程设备发生的废气的等离子体反应器
PCT/KR2014/010121 WO2015160058A1 (ko) 2014-04-16 2014-10-27 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기
TW103141690A TWI628980B (zh) 2014-04-16 2014-12-02 用於淨化製程設備之廢氣的電漿反應器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140070600A KR101567562B1 (ko) 2014-06-11 2014-06-11 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101567562B1 true KR101567562B1 (ko) 2015-11-10

Family

ID=54605423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140070600A KR101567562B1 (ko) 2014-04-16 2014-06-11 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101567562B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001196361A (ja) 1999-10-26 2001-07-19 Tokyo Electron Ltd プロセス排気ガスモニタ装置及び方法、半導体製造装置、及び半導体製造装置管理システム及び方法
JP2001349214A (ja) 2000-06-08 2001-12-21 Hideo Kawamura Ｎｏｘを分解する排気ガス浄化装置
US20060266637A1 (en) 2003-06-20 2006-11-30 Alexander Gutsol Plasma reactor for the production of hydrogen-rich gas

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001196361A (ja) 1999-10-26 2001-07-19 Tokyo Electron Ltd プロセス排気ガスモニタ装置及び方法、半導体製造装置、及び半導体製造装置管理システム及び方法
JP2001349214A (ja) 2000-06-08 2001-12-21 Hideo Kawamura Ｎｏｘを分解する排気ガス浄化装置
US20060266637A1 (en) 2003-06-20 2006-11-30 Alexander Gutsol Plasma reactor for the production of hydrogen-rich gas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101541817B1 (ko) 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기
KR102594538B1 (ko) 고온 프로세싱을 위한 플라즈마 부식 저항성 가열기
JP2018082149A (ja) 酸素適合性プラズマ源
KR101776235B1 (ko) 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기
JP5462369B2 (ja) プラズマ処理装置
JP2020188010A (ja) ホール効果が促進された容量結合プラズマ源、軽減システム、および真空処理システム
US20150376780A1 (en) Plasma corrosion resistive heater for high temperature processing
KR101611955B1 (ko) 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기
US9494065B2 (en) Apparatus for processing exhaust fluid
KR101565116B1 (ko) 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리설비
JP2016520707A (ja) フッ素プラズマに対する保護に適した保護コーティングを有するチャンバ構成要素
TWI618570B (zh) 用於廢氣處理的低壓電漿反應器
KR20150119687A (ko) 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기
US10005025B2 (en) Corrosion resistant abatement system
KR20170006007A (ko) 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기
CN114107951B (zh) 排气管装置
KR101567562B1 (ko) 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기
KR101609346B1 (ko) 플라즈마 발생장치
KR20160116522A (ko) 아크 플라즈마 반응기를 구비한 저압 공정 설비
KR101990188B1 (ko) 플라즈마 cvd 성막 장치
CN104282518B (zh) 等离子体处理装置的清洁方法
KR101563193B1 (ko) 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기
KR20230077627A (ko) 배기 배관 장치
KR100745329B1 (ko) 건식 식각 장치
US20210062337A1 (en) Exhaust pipe device

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190918

Year of fee payment: 5