KR102164059B1 - Hybrid scrubber for preventing generation of by-products through a plurality of scrubber chambers and method for operating the hybrid scrubber - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 하이브리드 스크러버는 반도체 공정 챔버에 연결되는 가스 공급 배관 상에 연결되는 콜드 트랩; 및 상기 콜드 트랩에 연결되는 복수의 스크러버 챔버;를 포함하고, 상기 복수의 스크러버 챔버는, 상기 콜드 트랩의 후단에 직접 연결되는 제1 건식 스크러버 챔버, 상기 제1 건식 스크러버 챔버의 측방으로 연결 배치되는 가열 챔버, 및 상기 제1 건식 스크러버 챔버와의 격리된 상태에서 상기 가열 챔버 상에 연결되는 제2 건식 스크러버 챔버를 포함하고, 상기 콜드 트랩은 상기 건식 스크러버 챔버 상에 수용되는 약제의 보호를 위해 고형 by-product를 제거하며, 상기 제1 건식 스크러버 챔버는 상기 반도체 공정 챔버에서 발생된 F2, SiF4 를 Ca(OH)2로 1차적으로 제거하고, 상기 가열 챔버는 상기 제1 건식 스크러버 챔버에서 미제거된 PFCs(CF4, CHF3 등)를 분해 흡착하여 제거하기 위하여 가스 온도를 400C 이상으로 가열하고, 상기 제2 건식 스크러버 챔버는 상기 제1 건식 스크러버 챔버에서 미제거된 PFCs(CF4, CHF3 등)를 분해 흡착하여 제거한다.The hybrid scrubber according to the present invention includes a cold trap connected to a gas supply pipe connected to a semiconductor process chamber; And a plurality of scrubber chambers connected to the cold trap; wherein the plurality of scrubber chambers include a first dry scrubber chamber directly connected to a rear end of the cold trap, and a lateral connection of the first dry scrubber chamber. A heating chamber, and a second dry scrubber chamber connected to the heating chamber in a state isolated from the first dry scrubber chamber, wherein the cold trap is solid for protection of drugs contained in the dry scrubber chamber. By-product is removed, and the first dry scrubber chamber first removes F2 and SiF4 generated in the semiconductor process chamber with Ca(OH)2, and the heating chamber is not removed from the first dry scrubber chamber. In order to decompose and adsorb and remove PFCs (CF4, CHF3, etc.), the gas temperature is heated to 400C or higher, and the second dry scrubber chamber decomposes PFCs (CF4, CHF3, etc.) that are not removed from the first dry scrubber chamber. Remove by adsorption.

Description

복수의 스크러버 챔버를 통해 부산물 발생을 방지하는 하이브리드 스크러버 및 상기 하이브리드 스크러버의 운용 방법{Hybrid scrubber for preventing generation of by-products through a plurality of scrubber chambers and method for operating the hybrid scrubber}A hybrid scrubber for preventing generation of by-products through a plurality of scrubber chambers and method for operating the hybrid scrubber through a plurality of scrubber chambers.

본 발명은 반도체, LCD, LED, OLED, 태양열 집전판 제조 공정 상의 화학 기상 증착, 확산, 에칭 공정 등을 포함한 반도체 공정 전 분야에 적용 가능한 하이브리드 스크러버에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid scrubber applicable to all fields of semiconductor processes, including chemical vapor deposition, diffusion, and etching processes on semiconductor, LCD, LED, OLED, and solar collector plate manufacturing processes.

플라즈마로 발생되는 높은 반응성의 화학종들을 이용하여 금속이나 고분자 등의 표면 처리, 실리콘 웨이퍼, 글래스 등 다양한 유전체 식각, 플라즈마 화학기상증착 기술은 널리 공지되어 있다.Surface treatment of metals or polymers using highly reactive chemical species generated by plasma, various dielectric etching such as silicon wafer and glass, and plasma chemical vapor deposition techniques are widely known.

공정의 미세화, 저온화의 필요성에 따라 공업적으로 활발히 이용되고 있는 것은 주로 대기압 저온 플라즈마로서, 반도체 공정에서의 식각과 증착, 금속이나 고분자의 표면처리 및 신물질의 합성 등에 유용하게 이용되고 있다.In accordance with the necessity of miniaturization and lowering of the process, it is mainly atmospheric low-temperature plasma that has been actively used industrially, and is usefully used for etching and deposition in semiconductor processes, surface treatment of metals or polymers, and synthesis of new materials.

플라즈마는 진공 또는 대기압에서 발생될 수 있으며, 그 온도에 따라 평균온도가 수만 도에 달하고 이온화 정도가 높은 고온 플라즈마와 평균온도가 상온보다 약간 높고 이온화 정도가 미약한 저온 플라즈마로 구분할 수 있다.Plasma can be generated under vacuum or atmospheric pressure, and depending on the temperature, it can be classified into a high-temperature plasma with an average temperature reaching tens of thousands of degrees and a high degree of ionization, and a low-temperature plasma with an average temperature slightly higher than room temperature and a weak ionization degree.

여기에서 각종 반도체 디바이스의 제조나 액정의 제조에 있어서 사용 후 배출되는 가스는 독성이나 가연성이 있어 인체에 미치는 영향이 크고 또한 지구 온난화에 크게 영향을 미치기 때문에 이러한 유해가스를 최대한 처리한 후 배출시킬 필요가 있다.Here, in the manufacture of various semiconductor devices or liquid crystals, the gas emitted after use is toxic or flammable, so it has a large impact on the human body and greatly affects global warming, so it is necessary to treat these harmful gases as much as possible before exhausting them. There is.

한편, 근래에 반도체 디바이스의 제조 공정에서 사용되는 가스를 그 공정별로 살펴보면 다음과 같다.Meanwhile, the gas used in the manufacturing process of a semiconductor device in recent years is as follows.

먼저, 에칭(etching) 공정에서는 주로 실리콘 옥사이드(silicon oxide), 실리콘 나이트라이드(silicon nitride) 및 폴리 크리스탈린 실리콘(polycrystalline silicon)을 에칭하는데 사용되는 CF4, SF6, CHF3, C2F6, SiF4, F2, HF, NF3 등의 플루오린 가스(fluorine gas)들과, 알루미늄과 실리콘을 에칭하는데 사용되는 Cl2, HCl, BCl3, SiCL4, CCl4, CHCl3 등의 클로라인 가스(chlorine gas)들과, 트렌치에칭(trench-etch) 또는 Cl2 와 함께 알루미늄의 에칭공정에 사용되는 HBr, Br2 등의 브로마인 가스(bromine gas)들이 있고, 다음 화학증착(CVD, Chemical Vapor Deposition)공정에서는 흔히 Silane, N2 및 NH3가 챔버 내에 투입되어 사용된다.First, in the etching process, CF4, SF6, CHF3, C2F6, SiF4, F2, and HF are mainly used for etching silicon oxide, silicon nitride, and polycrystalline silicon. , Fluorine gases such as NF3, chlorine gases such as Cl2, HCl, BCl3, SiCL4, CCl4, and CHCl3 used for etching aluminum and silicon, and trench etching. There are bromine gases such as HBr and Br2 used in the etching process of aluminum along with etch) or Cl2, and in the next chemical vapor deposition (CVD) process, silica, N2 and NH3 are often introduced into the chamber. Is used.

특히, PECVD 공정에서는 챔버 내를 세정하기 위해 PFC 또는 ClF3가 사용되며 이 때 SiF4를 생성할 수 있다. 이러한 가스들은 유독성, 부식성, 산화성이 강하여 그대로 배출될 경우에는 인체, 지구 환경은 물론 생산설비 자체에도 많은 문제점을 일으킬 염려가 있다.In particular, in the PECVD process, PFC or ClF3 is used to clean the inside of the chamber, and SiF4 may be produced at this time. These gases are highly toxic, corrosive, and oxidizing, so if they are discharged as they are, there is a concern that many problems may occur not only in the human body, the global environment, but also in the production facility itself.

종래에는 반도체 공정 장비에서 발생된 모든 가스가 스크러버로 유입되기 때문에 처리 가스량의 증가 요인이 되어 결과적으로 에너지 효율이 악화하는 요인이 된다.Conventionally, since all gases generated from semiconductor process equipment are introduced into the scrubber, the amount of processing gas increases, resulting in a deterioration in energy efficiency.

반도체 제조 공정 중 웨이퍼 상에 폴리 실리콘막을 증착시키기 위한 설비에서 증착 공정의 수행시 발생되는 유독성 가스를 안전하게 사전 반응 없이 처리하고, 공정 수행 후 챔버 내벽에 남아있는 오염원을 제거하기 위해 유독성 가스를 이용한 크리닝 공정시 발생되는 유독성 가스를 처리하기 위한 장치로 건식 스크러버 장치가 사용되고 있다.In a facility for depositing a polysilicon film on a wafer during the semiconductor manufacturing process, a toxic gas is used to safely treat the toxic gas generated during the deposition process without prior reaction, and to remove the contaminant remaining on the inner wall of the chamber after the process is performed. A dry scrubber device is used as a device to treat toxic gases generated during the process.

기존에는 반도체 공정 상에서 증착 가스와 클리닝 가스를 혼합 처리하는 과정에서 NOx, CF4, SiF4 등과 같은 2차 반응 부산물이 생성된다. 또한, 가스를 용해시켜 배출하는 방식이므로 강산 또는 강염산 폐수를 발생시켜 2차 수처리 장치가 필요하게 되고, 드레인 라인의 부식 및 막힘이 발생한다.Conventionally, secondary reaction by-products such as NOx, CF4, and SiF4 are generated in the process of mixing the deposition gas and the cleaning gas in a semiconductor process. In addition, since the gas is dissolved and discharged, a secondary water treatment device is required by generating strong acid or strong hydrochloric acid wastewater, and corrosion and clogging of the drain line occur.

상기의 내용으로 인하여 스크러버 내부의 반응기 상에서는 구성품의 부식으로 인하여 2달 내지 12달에 걸쳐 주기적인 교체가 필요하고, 소요되는 에너지의 경우에 10kw 내지 12kw 정도 발생하게 된다.Due to the above, periodic replacement is required over 2 to 12 months due to corrosion of components on the reactor inside the scrubber, and in the case of required energy, about 10 kw to 12 kw is generated.

한편, 반응기 내부의 온도를 보면 Burn-wet 타입은 800C 내지 1500C이고, Plasma 타입은 약 10,000C 정도로 Thermal Nox 발생의 원인이 된다.On the other hand, when looking at the temperature inside the reactor, the burn-wet type is 800C to 1500C, and the plasma type is about 10,000C, which is the cause of the generation of Thermal Nox.

상기와 같은 가스들은 반도체 제조장치 내에 주입되어 에칭이나 CVD 공정 등에 사용된 후에 배출되는데, 그 배기가스에는 미반응 가스가 극소량 함유되어 있다. 종래에는 이러한 미반응 가스가 함유되어 있는 배기가스를 그대로 대기 중으로 배출해 왔으나, 전술한 문제로 인해 현재에는 가스 스크러버를 사용하여 반도체 제조공정 등에서 배출되는 가스를 처리함으로써 인체에 미치는 영향이나 지구 온난화에 미치는 영향을 최소화하려는 추세에 있다.Such gases are injected into a semiconductor manufacturing apparatus and used for etching or CVD processes, and then discharged, and the exhaust gas contains a very small amount of unreacted gas. Conventionally, the exhaust gas containing such unreacted gas has been discharged into the atmosphere as it is, but due to the above-described problem, a gas scrubber is used to treat the gas discharged from the semiconductor manufacturing process, thereby affecting the human body or affecting global warming. There is a trend to minimize the impact.

반도체 디바이스의 제조공정에서 사용되는 공정 가스 중 TEOS는 일반적으로 공정 챔버 상에서 60% 정도 소모한 상태에서 잔류량인 40% 중의 90%는 별도의 트랩을 통해 제거한 상태에서 스크러버로 투입된다. 한편, 클리닝용 가스인 NF3는 대부분 값싼 약제인 Ca(OH)2 로 처리 가능하다.Of the process gases used in the manufacturing process of semiconductor devices, TEOS is generally consumed in the process chamber by about 60%, and 90% of the remaining 40% of the residual amount is removed through a separate trap and then injected into the scrubber. On the other hand, NF3, a cleaning gas, can be treated with Ca(OH)2, a cheap chemical.

상기와 같이, 스크러버에서 처리해야 하는 실제적인 공정가스량은 상당히 작은 상태에서, 모든 가스를 단일한 스크러버에서 공정을 수행하는 경우의 문제점이 있게 된다.As described above, there is a problem in the case of performing the process in a single scrubber while the actual amount of process gas to be treated in the scrubber is considerably small.

기존의 대한민국 공개특허 10-2010-0126167호(플라즈마 가스 스크러버 장치)를 참조하면, 플라즈마를 이용하여 미반응 가스 등을 처리하는 기술을 제공하지만, 실제 진공 상태에서 운전되는 반도체 공정 장치의 챔버와 직접 연결된 플라즈마 스크러버에서 스크러버 작동시 배관 압력 변화로 공정에 영향이 발생하는 문제가 있고, 아울러 플라즈마 점화시 불가피한 점화 시간 지연으로 인하여 처리되지 않는 PFC 등과 같은 미반응 가스가 배출되는 문제가 있다. Referring to the existing Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0126167 (Plasma Gas Scrubber Device), a technology for treating unreacted gases using plasma is provided, but directly with the chamber of the semiconductor processing device operated in an actual vacuum state. In the connected plasma scrubber, when the scrubber is operated, there is a problem in that the process is affected due to a change in pipe pressure, and there is a problem in that unreacted gas such as untreated PFC is discharged due to an inevitable ignition time delay during plasma ignition.

(특허문헌 1) KR 10-2010-0126167호 A(Patent Document 1) KR 10-2010-0126167 A

본 발명의 목적은 반도체 공정 단계를 연동하여 2차 반응 부산물의 발생을 방지하는 것과 동시에 스크러버 약제 수명 향상을 가능하게 하는 하이브리드 스크러버의 운용 방안을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method of operating a hybrid scrubber capable of improving the life of a scrubber drug while preventing the generation of secondary reaction by-products by interlocking semiconductor process steps.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 스크러버는 반도체 공정 챔버에 연결되는 가스 공급 배관 상에 연결되는 콜드 트랩; 및 상기 콜드 트랩에 연결되는 복수의 스크러버 챔버;를 포함하고, The hybrid scrubber according to the present invention for achieving the above object includes a cold trap connected to a gas supply pipe connected to a semiconductor process chamber; And a plurality of scrubber chambers connected to the cold trap,

상기 복수의 스크러버 챔버는, 상기 콜드 트랩의 후단에 직접 연결되는 제1 건식 스크러버 챔버, 상기 제1 건식 스크러버 챔버의 측방으로 연결 배치되는 가열 챔버, 및 상기 제1 건식 스크러버 챔버와의 격리된 상태에서 상기 가열 챔버 상에 연결되는 제2 건식 스크러버 챔버를 포함하고,The plurality of scrubber chambers are separated from the first dry scrubber chamber directly connected to the rear end of the cold trap, the heating chamber connected to the side of the first dry scrubber chamber, and the first dry scrubber chamber. And a second dry scrubber chamber connected to the heating chamber,

상기 콜드 트랩은 상기 건식 스크러버 챔버 상에 수용되는 약제의 보호를 위해 고형 by-product를 제거하며, 상기 제1 건식 스크러버 챔버는 상기 반도체 공정 챔버에서 발생된 F2, SiF4 를 Ca(OH)2로 1차적으로 제거하고, 상기 가열 챔버는 상기 제1 건식 스크러버 챔버에서 미제거된 PFCs(CF4, CHF3 등)를 분해 흡착하여 제거하기 위하여 가스 온도를 400C 이상으로 가열하고, 상기 제2 건식 스크러버 챔버는 상기 제1 건식 스크러버 챔버에서 미제거된 PFCs(CF4, CHF3 등)를 분해 흡착하여 제거한다.The cold trap removes solid by-products for protection of drugs accommodated in the dry scrubber chamber, and the first dry scrubber chamber converts F2 and SiF4 generated in the semiconductor process chamber into Ca(OH)2. And the heating chamber heats the gas temperature to 400C or higher in order to decompose and remove PFCs (CF4, CHF3, etc.) that have not been removed from the first dry scrubber chamber, and the second dry scrubber chamber includes the PFCs (CF4, CHF3, etc.) that have not been removed from the first dry scrubber chamber are decomposed and adsorbed to remove.

상술한 바와 같이 본 발명은 반도체 공정 챔버에서 이루어지는 에칭 공정 및 배기 공정을 연동함으로써 다량의 부산물의 발생을 방지하는 것과 동시에 에너지 절감을 가능하게 한다. 특히, 스크러버의 평균 소비 전력을 약 40% 절감한다.As described above, the present invention prevents generation of a large amount of by-products by interlocking the etching process and the exhaust process performed in the semiconductor process chamber and enables energy savings. In particular, the average power consumption of the scrubber is reduced by about 40%.

즉, 가스 처리가 불필요한 공정 단계에서는 가스를 배기 라인으로 바이패스하여 에너지 소모를 줄인다.That is, in a process step where gas treatment is unnecessary, energy consumption is reduced by bypassing the gas to the exhaust line.

본 발명은 에칭 공정 시에 발생하는 다량의 고형 부산물에 대해서 1차적으로 cold Trap으로 처리함으로서 제1 스크러버 챔버의 막힘 방지와 약제 수명을 향상한다.The present invention prevents clogging of the first scrubber chamber and improves drug life by primarily treating a large amount of solid by-products generated during the etching process with a cold trap.

본 발명은 제1 스크러버 챔버에서 저비용의 수산화칼슘(Ca(OH)2)으로 F2를 처리함으로서 제1 스크러버 챔버에 저장된 약제의 수명을 3~5배 향상한다.The present invention improves the life of the drug stored in the first scrubber chamber by 3 to 5 times by treating F2 with low-cost calcium hydroxide (Ca(OH)2) in the first scrubber chamber.

본 발명은 폐수 발생이 없는바, 종래에 가스를 용해시켜 배출하는 방식에서 강산 또는 강염산 폐수를 발생시켜 2차 수처리 장치의 필요성 및 드레인 라인의 부식 현상을 방지한다.In the present invention, since there is no wastewater generation, a strong acid or strong hydrochloric acid wastewater is generated in a conventional method of dissolving and discharging gas, thereby preventing the need for a secondary water treatment device and corrosion of a drain line.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 스크러버를 포함한 전체적인 반도체 공정 시스템을 보인다.1 shows an overall semiconductor processing system including a hybrid scrubber according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art. It is provided to be fully informed. In the drawings, the same reference numerals refer to the same elements.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따라 평균 소비 전력을 저감한 하이브리드 스크러버의 운용 방법을 설명한다. Hereinafter, a method of operating a hybrid scrubber with reduced average power consumption according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1을 참조하여 본 발명에 따른 하이브리드 스크러버를 포함한 전체적인 반도체 공정 시스템을 설명하면 다음과 같다.An overall semiconductor process system including a hybrid scrubber according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.

반도체 공정 시스템은 복수의 스크러버 챔버를 갖는 하이브리드 스크러버, 하이브리드 스크러버에 연결되는 가스 배관, 가스 배관 상에 배치되는 복수의 조절 밸브를 포함한다.The semiconductor process system includes a hybrid scrubber having a plurality of scrubber chambers, a gas piping connected to the hybrid scrubber, and a plurality of control valves disposed on the gas piping.

상기 하이브리드 스크러버는 가스 배관 상에 연결되는 콜드 트랩 및 복수의 스크러버 챔버를 포함한다.The hybrid scrubber includes a cold trap and a plurality of scrubber chambers connected on a gas pipe.

가스 배관은 공정 챔버 상에서 에칭 공정 시에 발생하는 다량의 반응 부산물이 상기 공정 챔버로부터 배출되어지도록 안내하는 공정 가스 배관 및 공정 챔버 상에 별개적으로 직접 연결된 바이패스 가스관을 포함한다. The gas pipe includes a process gas pipe for guiding a large amount of reaction by-products generated during an etching process on the process chamber to be discharged from the process chamber, and a bypass gas pipe separately directly connected to the process chamber.

상기 공정 가스 배관 및 바이패스 가스관은 공정 챔버 상에 하나의 단일한 유입 배관으로 연결된 상태에서 공정 가스 등을 제공받는다. 에칭 공정 진행시 발생된 유독성 공정가스의 가스 처리가 필요한 경우에는 바이패스 가스관에 장착된 바이패스 밸브는 자동으로 차단되고, 공정 가스 배관에 장착된 공정가스 밸브는 자동으로 오픈되어 SiF4, F2, CF4, CHF3, HBr 중 어느 하나 이상의 유독성 공정가스가 유입된다.The process gas pipe and the bypass gas pipe are provided with a process gas or the like while connected to the process chamber by a single inlet pipe. When gas treatment of the toxic process gas generated during the etching process is required, the bypass valve installed in the bypass gas pipe is automatically shut off, and the process gas valve installed in the process gas pipe is automatically opened and SiF4, F2, CF4 , CHF3, HBr, any one or more toxic process gases are introduced.

한편, 에칭 공정 진행시 발생된 유독성 공정가스의 가스 처리가 불필요한 경우에는 공정 가스 배관에 장착된 공정가스 밸브는 자동으로 차단되고 바이패스 가스관에 장착된 바이패스 밸브는 자동으로 오픈되어져 가스를 바이패스하여 에너지 소모를 줄인다.On the other hand, if gas treatment of the toxic process gas generated during the etching process is unnecessary, the process gas valve installed in the process gas pipe is automatically shut off and the bypass valve installed in the bypass gas pipe is automatically opened to bypass the gas. To reduce energy consumption.

콜드 트랩은 하이브리드 스크러버 상에 수용되는 약제의 보호를 위해 고형 by-product를 제거하는 기능을 한다. 콜드 트랩은 상온에서 작동하는 것을 원칙으로 한다. 콜드 트랩은 PCW에 의한 냉각이 이루어진다.The cold trap functions to remove solid by-products to protect the drug contained on the hybrid scrubber. In principle, the cold trap is operated at room temperature. The cold trap is cooled by PCW.

복수의 스크러버 챔버는 콜드 트랩의 후단에 직접 연결되는 제1 건식 스크러버 챔버, 제1 건식 스크러버 챔버의 측방으로 연결 배치되는 가열 챔버, 및 제1 건식 스크러버 챔버와의 격리된 상태에서 가열 챔버 상에 연결되는 제2 건식 스크러버 챔버를 포함한다.The plurality of scrubber chambers are connected to the first dry scrubber chamber directly connected to the rear end of the cold trap, the heating chamber connected to the side of the first dry scrubber chamber, and the heating chamber in a state isolated from the first dry scrubber chamber. And a second dry scrubber chamber.

제1 건식 스크러버 챔버는 공정 챔버에서 발생되어져 콜드 트랩으로 유입된 후 미제거된 F2, SiF4 등을 수산화칼슘(Ca(OH)2)로 1차적으로 제거한다. 제1 건식 스크러버 챔버는 상온에서 흡착(Adsorption) 공정을 진행한다.The first dry scrubber chamber is generated in the process chamber and flows into the cold trap, and then the unremoved F2, SiF4, etc. are primarily removed with calcium hydroxide (Ca(OH)2). The first dry scrubber chamber performs an adsorption process at room temperature.

가열 챔버는 제1 건식 스크러버 챔버에서 제거되지 않은 과불화탄소(PFCs)를 분해 흡착하여 제거하기 위하여 가스 온도를 400℃ 이상으로 가열한다. 상기 과불화탄소는 CF4, CHF3 등를 포함한다.The heating chamber heats the gas temperature to 400° C. or higher in order to decompose and adsorb and remove perfluorocarbons (PFCs) not removed in the first dry scrubber chamber. The perfluorocarbons include CF4, CHF3, and the like.

제2 건식 스크러버 챔버는 제1 건식 스크러버 챔버에서 제거되지 않은 과불화탄소(PFCs)를 수산화메탈(MHO) 등을 이용한 상태에서 분해 흡착하여 제거한다. 제2 건식 스크러버 챔버의 경우는 400℃에서 반응 및 흡착 공정을 진행한다. 상기 과불화탄소는 CF4, CHF3 등를 포함한다.The second dry scrubber chamber removes perfluorocarbons (PFCs) that are not removed in the first dry scrubber chamber by decomposition and adsorption in the state of using metal hydroxide (MHO) or the like. In the case of the second dry scrubber chamber, the reaction and adsorption process are performed at 400°C. The perfluorocarbons include CF4, CHF3, and the like.

공정 챔버에서 공정 가스 배관을 통해 유입된 공정 가스는 콜드 트랩 및 제1 건식 스크러버 챔버를 거치면서 상온 과정 상에서 불순물 제거 및 흡착이 이루어진다.The process gas introduced from the process chamber through the process gas pipe passes through the cold trap and the first dry scrubber chamber to remove and adsorb impurities during a room temperature process.

상기 콜드 트랩에서는 공정 챔버에서의 에칭 공정 시 발생하는 다량의 고형 부산물이 공정 가스 배관을 통해 유입되어 1차적으로 처리함으로써 제1 건식 스크러버 챔버의 막힘 방지와 약제 수명 향상을 가져온다. 또한, 제1 건식 스크러버 챔버에서 저비용의 수산화칼슘(Ca(OH)2)으로 F2를 처리함으로써 제2 건식 스크러버 챔버의 약제 수명을 3~5배 향상한다.In the cold trap, a large amount of solid by-products generated during the etching process in the process chamber are introduced through a process gas pipe and processed first, thereby preventing clogging of the first dry scrubber chamber and improving the drug life. In addition, by treating F2 with low-cost calcium hydroxide (Ca(OH)2) in the first dry scrubber chamber, the drug life of the second dry scrubber chamber is improved by 3 to 5 times.

상기와 같이 에칭용 공정 가스를 하이브리드 스크러버에 형성된 트랩 및 복수의 건식 스크러버 챔버를 통해 분리 처리함으로서, 복수의 건식 스크러버 챔버의 막힘 방지 및 약제의 수명 향상을 가능하게 한다.As described above, by separating the etching process gas through the trap formed in the hybrid scrubber and the plurality of dry scrubber chambers, it is possible to prevent clogging of the plurality of dry scrubber chambers and improve the life of the drug.

한편, 가스 처리가 불필요한 공정 단계에서는 가스를 바이패스 가스관으로 바이패스하여 에너지 소모를 줄이게 한다.On the other hand, in a process step where gas treatment is unnecessary, the gas is bypassed to the bypass gas pipe to reduce energy consumption.

공정 챔버 상에서 이루어지는 반응은 하기와 같다.The reaction performed in the process chamber is as follows.

CF4 + CHF3 + HBr + O2 + Poly Si → SiF4 + F2 + Unreacted gas(CF4, CHF3, HBr)..(1)CF4 + CHF3 + HBr + O2 + Poly Si → SiF4 + F2 + Unreacted gas(CF4, CHF3, HBr)..(1)

상기 반응식 (1)은 CF4, CHF3, HBr, O2, Poly Si의 반응을 통해 SiF4 및 F2가 발생하고, 미반응된 CF4, CHF3, HBr가 발생하는 것을 보인다.Reaction Formula (1) shows that SiF4 and F2 are generated through the reaction of CF4, CHF3, HBr, O2, and Poly Si, and unreacted CF4, CHF3, and HBr are generated.

상술한 바와 같이 본 발명은 반도체 공정 챔버에서 이루어지는 에칭 공정 및 배기 공정을 연동함으로써 다량의 부산물의 발생을 방지하는 것과 동시에 에너지 절감을 가능하게 한다. 특히, 스크러버의 평균 소비 전력을 약 40% 절감한다.As described above, the present invention prevents generation of a large amount of by-products by interlocking the etching process and the exhaust process performed in the semiconductor process chamber and enables energy savings. In particular, the average power consumption of the scrubber is reduced by about 40%.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (1)

반도체 공정 챔버로부터 발생된 가스가 배출되도록 안내하는 가스 공급 배관 상에 연결되는 콜드 트랩; 및
상기 콜드 트랩에 연결되는 복수의 스크러버 챔버;를 포함하고,
상기 복수의 스크러버 챔버는,
상기 콜드 트랩의 후단에 직접 연결되는 제1 건식 스크러버 챔버, 상기 제1 건식 스크러버 챔버의 측방으로 연결 배치되는 가열 챔버, 및 상기 제1 건식 스크러버 챔버와의 격리된 상태에서 상기 가열 챔버 상에 연결되는 제2 건식 스크러버 챔버를 포함하고,
상기 콜드 트랩은 상기 반도체 공정 챔버의 에칭 공정에서 발생하여 유입된반응 부산물들 중 고형 by-product를 제거하며, 이를 통해 상기 제1 건식 스크러버 챔버 및 제2 건식 스크러버 챔버 상에 수용되는 약제를 보호하며,
상기 제1 건식 스크러버 챔버는 상기 콜드 트랩에서 미제거된 F2, SiF4 를 Ca(OH)2를 이용하여 1차적으로 제거하고,
상기 가열 챔버는 상기 제1 건식 스크러버 챔버에서 미제거된 과불화탄소(PFCs)를 분해 흡착하여 제거하기 위하여 가스 온도를 400℃ 이상으로 가열하고,
상기 제2 건식 스크러버 챔버는 상기 제1 건식 스크러버 챔버에서 미제거된 과불화탄소(PFCs)를 분해 흡착하여 제거하며,
상기 과불화탄소는 CF4, CHF3를 포함하는,
하이브리드 스크러버.A cold trap connected to a gas supply pipe for guiding the gas generated from the semiconductor process chamber to be discharged; And
Includes; a plurality of scrubber chambers connected to the cold trap,
The plurality of scrubber chambers,
A first dry scrubber chamber directly connected to the rear end of the cold trap, a heating chamber connected to the side of the first dry scrubber chamber, and connected on the heating chamber in an isolated state from the first dry scrubber chamber. Comprising a second dry scrubber chamber,
The cold trap removes solid by-products from reaction by-products introduced during the etching process of the semiconductor process chamber, thereby protecting the drugs accommodated in the first dry scrubber chamber and the second dry scrubber chamber. ,
The first dry scrubber chamber primarily removes F2 and SiF4 that are not removed from the cold trap using Ca(OH)2,
The heating chamber heats the gas temperature to 400° C. or higher in order to decompose and adsorb and remove perfluorocarbons (PFCs) that have not been removed from the first dry scrubber chamber,
The second dry scrubber chamber decomposes and removes perfluorocarbons (PFCs) that are not removed from the first dry scrubber chamber,
The perfluorocarbon comprises CF4, CHF3,
Hybrid scrubber.
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