KR101703993B1 - 아크 플라즈마 반응기를 구비한 저압 공정 설비 - Google Patents

아크 플라즈마 반응기를 구비한 저압 공정 설비 Download PDF

Info

Publication number
KR101703993B1
KR101703993B1 KR1020150044357A KR20150044357A KR101703993B1 KR 101703993 B1 KR101703993 B1 KR 101703993B1 KR 1020150044357 A KR1020150044357 A KR 1020150044357A KR 20150044357 A KR20150044357 A KR 20150044357A KR 101703993 B1 KR101703993 B1 KR 101703993B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
insulator
vacuum
space
cleaning
Prior art date
Application number
KR1020150044357A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160116522A (ko
Inventor
허민
이재옥
강우석
김관태
송영훈
Original Assignee
한국기계연구원
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 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020150044357A priority Critical patent/KR101703993B1/ko
Publication of KR20160116522A publication Critical patent/KR20160116522A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101703993B1 publication Critical patent/KR101703993B1/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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02318—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
    • H01L21/02337—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
    • H01L21/0234—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to a gas or vapour treatment by exposure to a plasma
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • 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)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

저압 공정 설비는 식각, 증착, 및 세정 중 적어도 하나의 작업이 이루어지는 공정 챔버와, 진공 배관을 통해 공정 챔버와 연결되어 공정 챔버에서 사용된 공정 가스를 배출시키는 진공 펌프와, 진공 배관에 설치되며 진공 배관의 모니터링을 위한 센서와 압력 조절을 위한 밸브를 포함하는 진공 부품들과, 진공 배관 중 공정 챔버와 진공 부품들 사이에 설치되고, 진공 배관의 내부로 플라즈마 제트를 분사하여 공정 챔버에서 배출되는 입자 부산물을 세정하는 아크 플라즈마 반응기를 포함한다.

Description

아크 플라즈마 반응기를 구비한 저압 공정 설비 {LOW PRESSURE PROCESS EQUIPMENT WITH ARC PLASMA REACTOR}
본 발명은 공정 챔버와 진공 펌프를 포함하는 저압 공정 설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 퍼지 및 세정 공정에서 배출되는 입자 부산물들을 제거하여 진공과 관련된 부품들의 수명을 연장시키기 위한 저압 공정 설비에 관한 것이다.
반도체, 디스플레이, 태양전지 등의 제조 라인에는 식각, 증착, 세정 등의 작업이 진행되는 공정 챔버가 설치되며, 공정 챔버는 진공 배관을 통해 진공 펌프와 연결되어 공정 가스를 배출하게 된다. 공정 챔버가 증착 챔버인 경우, 증착 공정에서 다량의 입자 부산물들이 발생한다. 입자 부산물들은 증착막에 결함의 요인으로 작용하므로 공정 챔버 외부로 배출시켜야 한다.
따라서 증착 이후 퍼지, 세정, 퍼지 작업을 순차적으로 진행하는데, 이때 세정은 불소 가스(F, F2)를 이용한 퍼지 후에도 공정 챔버에 남아 있는 입자 부산물들을 가스성 물질로 변환시켜 배출하는 공정이다. 예를 들어 TEOS[Si(OC2H5)4]와 산소(O2)를 이용하여 실리콘산화막(SiO2)을 증착하는 경우, SiO2 입자 부산물이 발생한다. 세정 공정은 불소(F, F2) 라디칼을 이용하여 SiO2 입자 부산물을 SiF4 가스와 O2 가스로 변환시킨다.
세정 공정에 필요한 불소 라디칼은 NF3, CF4, CHF3, C2F6, C3H8 등을 플라즈마로 분해하여 얻으며, 이를 위해 마이크로웨이브 또는 고주파(RF) 구동에 의해 발생된 글로우 방전을 이용한다. 플라즈마를 이용하는 세정 공정은 퍼지 이후 공정 챔버에 잔류한 입자 부산물들을 효율적으로 배출시키나, 퍼지 및 세정 공정에서 배출된 대부분의 입자 부산물들은 진공 배관과 진공 펌프 내부에 축적된다.
특히 진공 배관에는 압력과 기체 성분을 모니터링하기 위한 각종 센서들과 압력을 제어하기 위한 각종 밸브들이 장착되는데, 시간이 지남에 따라 센서와 밸브에 입자 부산물들이 쌓이면서 이들의 오작동을 유발한다. 또한, 진공 펌프에 축적되는 입자 부산물들은 진공 펌프의 수명을 저하시키는 주요 원인이다. 따라서 진공 부품들의 오작동을 방지하고 수명을 연장시키기 위한 대책이 요구되고 있다.
본 발명은 공정 챔버와 진공 펌프를 포함하는 저압 공정 설비에 있어서, 퍼지 및 세정 공정에서 배출되는 입자 부산물들을 분해 및 제거하여 진공 부품들에 입자 부산물들이 축적되지 않도록 함으로써 진공 부품들의 오작동을 방지하고, 사용 수명을 연장시킬 수 있는 저압 공정 설비를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저압 공정 설비는 식각, 증착, 및 세정 중 적어도 하나의 작업이 이루어지는 공정 챔버와; 진공 배관을 통해 공정 챔버와 연결되어 공정 챔버에서 사용된 공정 가스를 배출시키는 진공 펌프와; 진공 배관에 설치되며 진공 배관의 모니터링을 위한 센서와 압력 조절을 위한 밸브를 포함하는 진공 부품들과; 진공 배관 중 공정 챔버와 진공 부품들 사이에 설치되고, 진공 배관의 내부로 플라즈마 제트를 분사하여 공정 챔버에서 배출되는 입자 부산물을 세정하는 아크 플라즈마 반응기를 포함한다.
센서는 진공 배관의 압력 감지를 위한 제1 센서와, 기체 성분 감지를 위한 제2 센서를 포함할 수 있고, 밸브는 센서의 하류에 위치할 수 있다.
아크 플라즈마 반응기는 내부에 반응 공간을 형성하며 진공 배관에 연결되는 접지 전극과; 반응 공간에 노출된 뾰족한 선단부를 구비하는 구동 전극과; 구동 전극에 연결되며 수십 kHz 주파수의 교류 전원 또는 직류 전원으로 구성되는 전원부와; 구동 전극과 접지 전극을 절연시키며, 선단부의 상류에 가스 주입구를 형성하는 절연체를 포함할 수 있다.
반응 공간은 진공 배관의 내부와 바로 이어지는 제1 공간과, 제1 공간보다 큰 직경으로 형성되며 선단부를 둘러싸는 제2 공간을 포함할 수 있다. 절연체는 선단부를 제외한 구동 전극의 표면을 덮는 제1 절연체 및 제2 절연체를 포함할 수 있다.
제1 절연체는 제2 절연체보다 선단부에 가깝게 위치할 수 있고, 제2 공간에서 접지 전극에 둘러싸일 수 있으며, 세라믹으로 제조될 수 있다. 절연체는 제2 절연체를 둘러싸면서 제2 절연체와의 사이에 제2 공간과 이어지는 제3 공간을 형성하는 제3 절연체를 포함할 수 있다. 가스 주입구는 제3 절연체에 형성되어 제3 공간과 이어질 수 있다.
가스 주입구는 가스 공급부와 연결되어 가스 공급부로부터 방전 가스와 세정 가스의 혼합물을 제공받을 수 있다. 다른 한편으로, 제3 절연체에 형성된 가스 주입구는 방전 가스 주입을 위한 제1 주입구이고, 접지 전극은 선단부의 하류에 세정 가스 주입을 위한 제2 주입구를 형성할 수 있다. 제1 주입구와 제2 주입구는 가스 공급부와 연결되어 가스 공급부로부터 방전 가스와 세정 가스를 각각 제공받을 수 있다.
본 실시예의 저압 공정 설비는 진공 배관에 아크 플라즈마 반응기를 설치함에 따라, 입자 부산물에 의한 진공 부품들의 오작동을 방지할 수 있고, 진공 부품들과 진공 펌프의 사용 수명을 연장할 수 있다. 또한, 아크 플라즈마 반응기는 공지의 글로우 플라즈마 반응기와 동일한 세정 작용을 하면서도 전원 가격과 부품 가격이 더 낮으므로 저압 공정 설비의 제작 비용과 운용 비용을 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저압 공정 설비의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 아크 플라즈마 반응기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 아크 플라즈마 반응기의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저압 공정 설비의 구성도이다. 도 1의 저압 공정 설비는 반도체, 디스플레이, 태양전지 등의 제조 라인에 포함된 공정 설비일 수 있다.
도 1을 참고하면, 저압 공정 설비(100)는 식각, 증착, 세정 중 적어도 하나의 작업이 이루어지는 공정 챔버(10)와, 진공 배관(20)을 통해 공정 챔버(10)와 연결되는 진공 펌프(30)와, 진공 배관(20)에 설치되는 진공 부품들(40)과, 진공 배관(20) 중 진공 부품들(40)의 전방에 설치되는 아크 플라즈마 반응기(50)를 포함한다.
진공 펌프(30)는 로터리 펌프 등으로 구성될 수 있고, 진공 압을 이용하여 공정 챔버(10)에서 사용된 공정 가스를 배출시키는 기능을 한다.
진공 부품들(40)은 적어도 하나의 센서(41, 42)와 적어도 하나의 밸브(43)를 포함한다. 센서는 압력 감지를 위한 제1 센서(41)와, 기체 성분 감지를 위한 제2 센서(42)를 포함할 수 있다. 밸브(43)는 진공 배관(20)의 압력을 조절하기 위한 것으로서 센서(41, 42)의 하류에 설치되며, 하나의 밸브(43)가 사용되거나 공정 가스의 흐름 방향을 따라 복수의 밸브가 설치될 수 있다.
도 1에서는 편의상 두 개의 센서(41, 42)와 하나의 밸브(43)를 도시하였으나, 진공 부품들(40)의 구성은 도시한 예로 한정되지 않는다. 또한, 저압 공정 설비(100)에서 저압은 대략 0.1Torr 내지 10Torr의 범위에 속하는 압력일 수 있으나, 전술한 범위로 한정되지 않는다.
공정 챔버(10)가 증착 챔버인 경우, 증착 공정에서 다량의 입자 부산물들이 발생한다. 예를 들어, TEOS[Si(OC2H5)4]와 산소(O2)를 이용하여 실리콘산화막(SiO2)을 증착하는 경우, SiO2 입자 부산물이 발생한다. 대부분의 입자 부산물들은 불소 가스를 이용한 퍼지 공정을 통해 공정 챔버(10) 외부로 배출되나, 일부 입자 부산물들이 공정 챔버(10) 내부에 잔류한다.
따라서 퍼지 이후 세정 공정을 진행하여 공정 챔버(10)에 잔류한 입자 부산물들을 가스성 물질로 변환시켜 배출한다. SiO2 입자 부산물은 세정 공정에서 아래의 반응식에 의해 SiF4 가스로 변환된다. 아래의 반응식에서 (s)는 고체 상태(입자)를 나타내고, (g)는 가스 상태를 나타낸다.
SiO2(s) + 4F(g) -> SiF4(g) + O2(g) or SiO2(s) + 2F2(g) -> SiF4(g) + O2(g)
세정 공정에 필요한 불소 라디칼은 NF3, CF4, CHF3, C2F6, C3H8 등을 플라즈마로 분해하여 얻는다. 플라즈마를 이용한 세정 공정은 퍼지 이후 공정 챔버(10)에 잔류한 입자 부산물들의 배출에는 효과적이나, 퍼지 및 세정 공정에서 배출된 대부분의 입자 부산물들은 진공 배관(20)과 진공 펌프(30) 내부에 축적되므로, 진공 부품들(40)과 진공 펌프(30)의 사용 수명을 단축시킨다.
본 실시예의 저압 공정 설비(100)는 진공 배관(20) 중 진공 부품들(40)의 전방(공정 챔버(10)와 진공 부품들(40) 사이)에 아크 플라즈마 반응기(50)를 설치하며, 진공 배관(20)의 내부로 플라즈마 제트(51)를 발생시켜 진공 챔버(10)에서 배출된 입자 부산물들을 분해 및 제거한다.
진공 챔버(10)에서 배출된 입자 부산물들은 진공 부품들(40)의 전방에서 아크 플라즈마 반응기(50)에 의해 가스 성분으로 분해되므로, 진공 부품들(40)과 진공 펌프(30)에 입자 부산물이 축적되지 않는다. 따라서 본 실시예의 저압 공정 설비(100)는 입자 부산물에 의한 진공 부품들(40)의 오작동을 방지할 수 있고, 진공 부품들(40)과 진공 펌프(30)의 사용 수명을 효과적으로 연장시킬 수 있다.
공지의 글로우 플라즈마 반응기는 고가의 마이크로웨이브 또는 고주파 전원을 사용하며, 유전체로서 상당량의 세라믹을 필요로 한다. 반면 본 실시예의 아크 플라즈마 반응기(50)는 수십 kHz의 교류 전원 또는 직류 전원을 사용하므로 마이크로웨이브 또는 고주파 전원 대비 전원 가격이 낮고, 재료비가 고가인 세라믹의 사용량이 매우 적다.
따라서 아크 플라즈마 반응기(50)는 공지의 글로우 플라즈마 반응기와 같은 기능을 구현하면서 장치 비용을 낮추는 효과가 있다. 다만, 아크 플라즈마 반응기(50)는 전극 침식에 의해 금속 성분을 발생시키나, 공정 챔버(10)의 하류인 진공 배관(20)에서는 금속 성분이 유입되어도 진공 부품들(40)과 진공 펌프(30) 운전에 영향을 미치지 않으므로, 아크 플라즈마 반응기(50)의 적용에 문제가 없다.
다음으로, 아크 플라즈마 반응기(50)의 세부 구조에 대해 설명한다. 도 1에 도시한 저압 공정 설비는 다음에 설명하는 제1 실시예의 아크 플라즈마 반응기와 제2 실시예의 아크 플라즈마 반응기 중 어느 하나를 포함한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 아크 플라즈마 반응기의 단면도이다.
도 1과 도 2를 참고하면, 제1 실시예의 아크 플라즈마 반응기(510)는 내부에 반응 공간(52)을 형성하며 진공 배관(20)에 연결되는 접지 전극(53)과, 반응 공간(52)에 노출된 뾰족한 선단부(541)를 구비하며 전원부(55)에 전기적으로 연결되는 구동 전극(54)과, 접지 전극(53)과 구동 전극(54)을 절연시키며 가스 주입구(56)를 형성하는 절연체(57)와, 가스 주입구(56)에 연결된 가스 공급부(58)를 포함한다.
접지 전극(53)은 반응 공간(52)을 둘러싸는 원통 모양의 몸체(531)와, 몸체(531)의 단부에 연결된 플랜지(532)로 구성될 수 있다. 플랜지(532)는 통상의 기계적 결합 수단에 의해 진공 배관(20)에 고정되며, 금속으로 제작되는 진공 배관(20)은 접지 전극(53)과 통전되어 접지 전위를 유지한다.
접지 전극(53)의 반응 공간(52)은 진공 배관(20)의 내부와 바로 이어지며 일정한 직경으로 형성되는 제1 공간(52a)과, 구동 전극(54)의 선단부(541)를 둘러싸는 깔때기 모양의 제2 공간(52b)을 포함할 수 있다. 제2 공간(52b)은 제1 공간(52a)으로부터 멀어질수록 큰 직경으로 형성되고, 선단부(541)와 같은 기울기로 형성되어 접지 전극(53)이 선단부(541)와 일정한 거리를 유지하도록 할 수 있다.
구동 전극(54)은 막대형 전극으로서 제2 공간(52b)에 위치하는 뾰족한 선단부(541)를 포함하며, 전원부(55)와 전기적으로 연결된다. 전원부(55)는 수십 kHz 주파수의 교류 전원 또는 직류 전원일 수 있다. 구동 전극(54)은 선단부(541)를 제외한 나머지 표면이 절연체(57)로 둘러싸여 부식성이 강한 세정 가스에 의한 표면 부식을 방지한다.
절연체(57)는 구동 전극(54)의 표면을 덮는 제1 절연체(571) 및 제2 절연체(572)와, 접지 전극(53) 및 제2 절연체(572)와 접하는 제3 절연체(573)를 포함한다. 제3 절연체(573)는 제2 절연체(572)를 둘러싸며, 제2 절연체(572)와의 사이에 제2 공간(52b)과 이어지는 제3 공간(52c)을 형성한다. 가스 주입구(56)는 제3 절연체(573)에 형성되며 제3 공간(52c)과 이어진다.
제1 절연체(571)는 제2 절연체(572)보다 선단부(541)에 가깝게 위치하고, 접지 전극(53)의 반응 공간(52)에서 접지 전극(53)의 내벽과 일정한 거리를 두고 위치한다. 제2 절연체(572)와 제3 절연체(573)는 접지 전극(53)의 외측(도 2를 기준으로 우측)에 위치하며, 제3 절연체(573)는 제3 공간(52c)을 사이에 두고 제2 절연체(572)의 바깥에 위치한다.
제1 절연체(571)는 반응 공간(52)에 위치하여 아크 플라즈마에 노출되므로 알루미나와 같은 세라믹 소재로 형성될 수 있다. 반면 제2 절연체(572)와 제3 절연체(573)는 아크 플라즈마에 노출되는 부분이 아니므로 세라믹 대신 아크 플라즈마의 열에 견디는 내열성 절연 소재이면 무방하다. 예를 들어 제2 절연체(572)와 제3 절연체(573)는 베크라이트 또는 4불화 에틸렌 수지와 같은 합성 고분자를 포함할 수 있다.
가스 주입구(56)는 제3 절연체(573)에 형성되며, 제3 공간(52c)과 이어진다. 가스 공급부(58)는 가스 주입구(56)로 방전 가스와 세정 가스의 혼합물을 주입한다. 방전 가스는 플라즈마를 낮은 전압에서 안정적으로 유지하기 위해 주입하는 가스로서, 아르곤(Ar) 또는 질소(N2)와 같은 불활성 가스를 포함한다. 세정 가스는 입자 부산물을 처리하기 위해 주입하는 가스로서, 불소(F, F2)를 포함한다.
구체적으로, 세정 가스는 NF3, SF6, CF4, CHF3, 및 C2F6 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 탄소(C)를 포함하는 세정 가스(CF4, CHF3, C2F6)가 사용되는 경우 가스 공급부(58)는 카본 슈트 생성을 억제하기 위해 산소(O2)를 같이 주입할 수 있다. 산소는 탄소와 반응하여 이산화탄소로 변환된다.
가스 주입구(56)로 동시에 투입된 방전 가스와 세정 가스는 제2 절연체(572) 및 제1 절연체(571)의 외측 공간을 따라 반응 공간(52)으로 투입되고, 구동 전극(54)과 접지 전극(53)의 전위 차에 의해 반응 공간에 아크 플라즈마가 생성된다. 그리고 진공 배관(20)의 내부로 플라즈마 제트(51)가 분사되며, 진공 챔버(10)에서 배출된 입자 부산물은 플라즈마 제트(51)를 통과하면서 세정 가스와의 화학적 반응에 의해 가스 물질로 분해된다.
아크 플라즈마 반응기(510)의 세정 원리는 전술한 공정 챔버(10)의 세정 공정과 같은 원리이며, 예를 들어 SiO2 입자 부산물은 플라즈마 제트(51)를 통과하면서 불소를 포함하는 세정 가스와의 반응에 의해 SiF4 가스와 O2 가스로 분해된다.
도 2에 도시한 아크 플라즈마 반응기(510)는 방전 가스와 함께 반응 공간(52)의 상류에 세정 가스를 투입한다. 따라서 세정 가스가 아크 플라즈마에 머무는 시간을 길게 확보할 수 있으며, 그 결과 세정 가스의 분해율을 높여 입자 부산물의 세정 효율을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 아크 플라즈마 반응기의 단면도이다.
도 3을 참고하면, 제2 실시예의 아크 플라즈마 반응기(520)는 방전 가스와 세정 가스가 각자의 주입구를 통해 따로 투입되는 것을 제외하고 전술한 제1 실시예의 아크 플라즈마 반응기와 같은 구성으로 이루어진다. 제1 실시예와 같은 부재에 대해서는 같은 도면 부호를 사용한다.
제3 절연체(573)는 방전 가스 투입을 위한 제1 주입구(561)를 형성하고, 접지 전극(53)은 세정 가스 투입을 위한 제2 주입구(562)를 형성한다. 제1 주입구(561)의 위치는 제1 실시예의 가스 주입구(56) 위치와 같을 수 있으며, 제2 주입구(562)는 선단부(541)와 플랜지(532) 사이에 위치한다. 즉 제2 주입구(562)는 구동 전극(54)의 하류에 위치하여 구동 전극(54) 하류의 반응 공간(52)으로 세정 가스가 투입되도록 한다.
가스 공급부(58)는 제1 주입구(561) 및 제2 주입구(562)와 연결되어 제1 주입구(561)로 방전 가스를 공급하고, 제2 주입구(562)로 세정 가스를 공급한다. 반응 공간(52)에 생성되는 아크 플라즈마는 구동 전극(54)에서 발생하는 열전자 방출(thermoionic electron emission)에 의해서 유지되는데, 세정 가스에 포함된 불소(F, F2)는 부식성이 강하므로 구동 전극(54)의 침식을 가속화하여 열전자 방출을 억제할 수 있다.
제2 실시예의 아크 플라즈마 반응기(520)는 구동 전극(54)의 하류에서 세정 가스가 주입되는 구조이므로 세정 가스에 포함된 불소 성분에 의한 구동 전극(54)의 침식을 효과적으로 방지할 수 있다. 다만, 제1 실시예와 비교할 때 세정 가스가 아크 플라즈마에 머무는 시간이 단축되므로 세정 가스의 분해율은 낮아질 수 있다.
전술한 바와 같이 본 실시예의 저압 공정 설비(100)는 진공 배관(20)에 아크 플라즈마 반응기(50)를 설치함에 따라, 입자 부산물에 의한 진공 부품들(40)의 오작동을 방지할 수 있고, 진공 부품들(40)과 진공 펌프(30)의 사용 수명을 연장할 수 있다. 또한, 아크 플라즈마 반응기(50)는 공지의 글로우 플라즈마 반응기와 동일한 세정 작용을 하면서도 전원 가격과 부품 가격이 더 낮으므로 저압 공정 설비(100)의 제작 비용과 운용 비용을 낮출 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 저압 공정 설비 10: 공정 챔버
20: 진공 배관 30: 진공 펌프
40: 진공 부품들 41, 42: 센서
43: 밸브 50, 510, 520: 아크 플라즈마 반응기
51: 플라즈마 제트 52: 반응 공간
53: 접지 전극 54: 구동 전극
55: 전원부 56: 가스 주입구
57: 절연체 58: 가스 공급부

Claims (8)

  1. 식각, 증착, 및 세정 중 적어도 하나의 작업이 이루어지는 공정 챔버(10);
    진공 배관(20)을 통해 상기 공정 챔버(10)와 연결되어 상기 공정 챔버(10)에서 사용된 공정 가스를 배출시키는 진공 펌프(30);
    상기 진공 배관(20)에 설치되며, 압력 감지를 위한 제1 센서(42)와, 기체 성분 감지를 위한 제2 센서(42)와, 상기 제1 센서(41) 및 상기 제2 센서(42)의 하류에 위치하는 압력 조절용 밸브(43)를 포함하는 진공 부품들(40); 및
    상기 진공 배관(20) 중 상기 공정 챔버(10)와 상기 진공 부품들(40) 사이에 설치되고, 상기 진공 배관(20)의 내부로 플라즈마 제트(51)를 분사하여 상기 공정 챔버(10)에서 배출되는 입자 부산물을 세정하는 아크 플라즈마 반응기(50)
    를 포함하는 저압 공정 설비.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아크 플라즈마 반응기(50)는,
    내부에 반응 공간(52)을 형성하며 상기 진공 배관(20)에 연결되는 접지 전극(53);
    상기 반응 공간(52)에 노출된 뾰족한 선단부(541)를 구비하는 구동 전극(54);
    상기 구동 전극(54)에 연결되며 수십 kHz 주파수의 교류 전원 또는 직류 전원으로 구성되는 전원부(55); 및
    상기 구동 전극(54)과 상기 접지 전극(53)을 절연시키며, 상기 선단부(541)의 상류에 가스 주입구(56, 561)를 형성하는 절연체
    를 포함하는 저압 공정 설비.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반응 공간(52)은 상기 진공 배관(20)의 내부와 바로 이어지는 제1 공간(52a)과, 제1 공간(52a)보다 큰 직경으로 형성되며 상기 선단부(541)를 둘러싸는 제2 공간(52b)을 포함하고,
    상기 절연체(57)는 상기 선단부(541)를 제외한 상기 구동 전극(54)의 표면을 덮는 제1 절연체(571) 및 제2 절연체(572)를 포함하는 저압 공정 설비.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 절연체(571)는 상기 제2 절연체(572)보다 상기 선단부(541)에 가깝게 위치하고, 상기 제2 공간(52b)에서 상기 접지 전극(53)에 둘러싸이며, 세라믹으로 제조되는 저압 공정 설비.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 절연체(57)는 상기 제2 절연체(572)를 둘러싸면서 상기 제2 절연체(572)와의 사이에 상기 제2 공간(52b)과 이어지는 제3 공간(52c)을 형성하는 제3 절연체(573)를 포함하고,
    상기 가스 주입구(56, 561)는 상기 제3 절연체(573)에 형성되어 상기 제3 공간(52c)과 이어지는 저압 공정 설비.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가스 주입구(56)는 가스 공급부(58)와 연결되어 가스 공급부(58)로부터 방전 가스와 세정 가스의 혼합물을 제공받는 저압 공정 설비.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제3 절연체(573)에 형성된 가스 주입구(561)는 방전 가스 주입을 위한 제1 주입구이고, 상기 접지 전극(53)은 상기 선단부(541)의 하류에 세정 가스 주입을 위한 제2 주입구(562)를 형성하며,
    상기 제1 주입구(561)와 상기 제2 주입구(562)는 가스 공급부(58)와 연결되어 가스 공급부(58)로부터 방전 가스와 세정 가스를 각각 제공받는 저압 공정 설비.
KR1020150044357A 2015-03-30 2015-03-30 아크 플라즈마 반응기를 구비한 저압 공정 설비 KR101703993B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150044357A KR101703993B1 (ko) 2015-03-30 2015-03-30 아크 플라즈마 반응기를 구비한 저압 공정 설비

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150044357A KR101703993B1 (ko) 2015-03-30 2015-03-30 아크 플라즈마 반응기를 구비한 저압 공정 설비

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160116522A KR20160116522A (ko) 2016-10-10
KR101703993B1 true KR101703993B1 (ko) 2017-02-08

Family

ID=57145886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150044357A KR101703993B1 (ko) 2015-03-30 2015-03-30 아크 플라즈마 반응기를 구비한 저압 공정 설비

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101703993B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190080505A (ko) 2017-12-28 2019-07-08 (주) 엔피홀딩스 배기유체 처리장치 및 기판 처리 시스템
KR20190080501A (ko) 2017-12-28 2019-07-08 (주) 엔피홀딩스 배기유체 처리장치 및 기판 처리 시스템
KR102274459B1 (ko) * 2019-12-27 2021-07-07 한국기계연구원 플라즈마 세정장치 및 이를 구비한 반도체 공정설비

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102157876B1 (ko) * 2018-08-28 2020-09-18 한국기계연구원 리모트 플라즈마 장치를 구비한 진공 펌프 시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010027836A (ja) * 2008-07-18 2010-02-04 Panasonic Corp プラズマ処理装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100511525B1 (ko) * 2003-03-06 2005-09-01 주식회사 테라텍 화학반응 챔버의 배기부 세정장치
KR101213689B1 (ko) * 2006-06-12 2012-12-18 주식회사 테라텍 반도체 및 ｌｃｄ 제조장치의 공정 반응 챔버의 배기부 및진공펌프의 세정장치
KR101277768B1 (ko) * 2011-08-30 2013-06-24 한국기계연구원 진공 펌프 수명 연장을 위한 원거리 플라즈마 반응기

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010027836A (ja) * 2008-07-18 2010-02-04 Panasonic Corp プラズマ処理装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190080505A (ko) 2017-12-28 2019-07-08 (주) 엔피홀딩스 배기유체 처리장치 및 기판 처리 시스템
KR20190080501A (ko) 2017-12-28 2019-07-08 (주) 엔피홀딩스 배기유체 처리장치 및 기판 처리 시스템
KR102274459B1 (ko) * 2019-12-27 2021-07-07 한국기계연구원 플라즈마 세정장치 및 이를 구비한 반도체 공정설비
US11643722B2 (en) 2019-12-27 2023-05-09 Korea Institute Of Machinery & Materials Plasma cleaning apparatus and semiconductor process equipment with the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160116522A (ko) 2016-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101703993B1 (ko) 아크 플라즈마 반응기를 구비한 저압 공정 설비
JP6018665B2 (ja) 汚染物質除去用プラズマ反応器
CN106062925B (zh) 霍尔效应增强电容耦合等离子体源、消除系统及真空处理系统
KR101589624B1 (ko) 친환경 공정을 위한 플라즈마 반응기
KR101776235B1 (ko) 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기
KR101565116B1 (ko) 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리설비
KR101611955B1 (ko) 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기
KR20120073482A (ko) 배기 유체 처리 장치
KR101026457B1 (ko) 저압 및 대기압 플라즈마를 이용한 폐가스 제거 시스템
CN114107951B (zh) 排气管装置
KR101642129B1 (ko) 친환경 공정을 위한 플라즈마 반응기
KR101609346B1 (ko) 플라즈마 발생장치
US20090301298A1 (en) Apparatus for Treating a Gas Stream
US20210249238A1 (en) Exhaust pipe device
KR20230077627A (ko) 배기 배관 장치
KR20180033784A (ko) 아크 플라즈마 반응기를 구비한 저압 공정 설비
US11504669B2 (en) Method for exhaust gas abatement under reduced pressure and apparatus therefor
KR101655901B1 (ko) 고전압 융합 배기부 플라즈마 정화장치
KR102281236B1 (ko) 플라즈마 세정장치 및 이를 구비한 반도체 공정설비
KR20100078001A (ko) 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착장치 및 세정방법
KR101567562B1 (ko) 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기
KR101607637B1 (ko) 친환경 공정을 위한 플라즈마 반응기
KR20160103590A (ko) 기판 처리 장치, 그 세정방법 및 운용방법
KR20060009471A (ko) 반도체 세정장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191210

Year of fee payment: 4