KR102368202B1 - 가스 포집 시스템 및 가스 포집 방법 - Google Patents

가스 포집 시스템 및 가스 포집 방법 Download PDF

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Abstract

공정 챔버 모듈, 상기 공정 챔버 모듈에 희귀가스를 공급하는 희귀가스 공급원과 공정을 위한 공정가스를 공급하는 공정가스 공급원을 포함하는 가스 공급 모듈 및 상기 공정 챔버 모듈에서 배출된 폐가스를 포집하는 가스 포집부를 포함하고, 상기 공정 챔버 모듈과 상기 희귀가스 공급원 사이에 희귀가스 공급 제어 장치를 포함하며, 상기 가스 포집부는 상기 희귀가스 공급 제어 장치의 제어에 따라 상기 희귀가스가 포함된 폐가스를 선택적으로 포집하는 가스 포집 시스템 및 이를 이용한 가스 포집 방법이 개시된다.

Description

가스 포집 시스템 및 가스 포집 방법{SYSTEM AND METHOD FOR GAS CAPTURE}
이하의 설명은 가스 포집 시스템 및 이를 이용한 가스 포집 방법에 관한 것이다.
반도체 제품을 제조하는 공정 중 식각(etching) 공정은 식각 방법에 따라 크게 두 종류로 분류할 수 있다. 하나는 반응 용액의 화학적 반응이나 용해에 의해 선택적으로 대상 물질을 식각하는 습식 식각이다. 다른 하나는 반응 가스의 화학적 반응이나 물리적 수단에 의해 선택적으로 대상 물질을 식각하는 건식 식각이다.
건식 식각은 식각 정확도가 우수하고, 습식 식각에 비해 공정에 대한 제어가 비교적 용이하여 널리 활용되고 있는 식각 방법이다. 건식 식각은 공정 정밀도를 향상시키기 위해 반응 가스 내 아르곤(Ar), 헬륨(He) 등의 불활성 가스를 포함하여 공정을 진행한다.
한편, 최근에는 불활성 가스 중 제논(Xe)을 사용하는 것이 주목받고 있다. 제논을 사용하면 공정의 이방성을 더 향상시킬 수 있고, 공정 효율을 높일 수 있다. 하지만, 제논은 희귀가스로서, 공기 분리에 의해 얻어지는 양이 몹시 적고, 매우 고가라는 문제점이 있다.
이에 따라, 희귀가스 전용 회수 장치가 구비되지 않은 종래의 반도체 공정 시스템은, 원가 측면에서 경쟁력이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 희귀가스 회수 장치가 반도체 공정 시스템과 함께 구비된 구조는, 회수 장치 조작 시 반도체 공정에 영향을 미칠 수 있는 위험이 있다.
따라서, 공정의 경쟁력 확보 및 원가 절감을 위해서는, 제논을 포함한 희귀가스를 사용 후 회수하는 독립적인 회수 장치에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.
실시예의 목적은, 고가인 희귀가스를 사용 후 포집 및 재사용하기 위한 가스 포집 시스템과 포집 방법을 제공하는 것이다.
또한, 희귀가스 공급 제어 장치 및 포집 밸브를 포함하여, 희귀가스 사용 시에만 선택적으로 희귀가스를 포집할 수 있는 가스 포집 시스템 및 포집 방법을 제공하는 것이다.
실시예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시예에 따른 가스 포집 시스템 및 포집 방법에 대해 설명한다.
일 실시예에 따른 가스 포집 시스템은, 공정 챔버 모듈, 상기 공정 챔버 모듈에 희귀가스를 공급하는 희귀가스 공급원과 공정을 위한 공정가스를 공급하는 공정가스 공급원을 포함하는 가스 공급 모듈, 상기 공정 챔버 모듈에서 배출된 폐가스를 포집하는 가스 포집부 및 상기 폐가스의 유해물질을 제거하는 가스 정화부를 포함하고, 상기 공정 챔버 모듈과 상기 희귀가스 공급원 사이에 희귀가스 공급 제어 장치를 포함하여, 상기 가스 포집부는 상기 희귀가스 공급 제어 장치의 제어에 따라 상기 희귀가스가 포함된 폐가스를 선택적으로 포집한다.
일 측에 따르면, 희귀가스 공급 제어 장치는, 질량 유량 제어기 또는 밸브 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 가스 포집 시스템은 폐가스의 포집을 제어하는 포집 밸브를 더 포함하고, 상기 포집 밸브는 희귀가스 공급 제어 장치의 제어에 따라 개폐가 제어될 수 있다.
일 측에 따르면, 가스 포집부는, 공정 챔버 모듈 및 가스 공급 모듈과 독립적으로 구비될 수 있다.
일 측에 따르면, 희귀가스는 제논(Xe), 크립톤(Kr) 및 네온(Ne)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 가스 포집 시스템은 폐가스의 유해물질을 제거하는 가스 정화부를 더 포함하고, 가스 포집부는 상기 가스 정화부의 전단 또는 후단에 구비되어 희귀가스가 포함된 폐가스를 포집할 수 있다.
일 측에 따르면, 가스 정화부는 건식 정화, 습식 정화, 연소식 정화, 흡착식 정화 및 플라즈마식 정화 중 적어도 하나의 수단으로 폐가스를 정화할 수 있다.
일 측에 따르면, 가스 포집부는 폐가스를 압축하는 압축기를 포함하고, 상기 압축기는 최대 10,000 psi의 압력으로 상기 폐가스를 압축할 수 있다.
일 측에 따르면, 가스 포집부는 폐가스를 저장하는 포집 탱크를 적어도 하나 이상 포함하고, 상기 포집 탱크는 병렬식으로 배치될 수 있다.
일 측에 따르면, 가스 포집부는 폐가스가 이동하는 폐가스 배관에 연결되어 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.
일 측에 따르면, 가스 포집부는 진공 상태로 이루어질 수 있다.
한편, 실시예들에 따르면, 가스 포집 시스템을 이용한 가스 포집 방법은, 희귀가스의 공급 유량을 제어하는 희귀가스 제어 단계, 상기 희귀가스를 포함한 가스를 이용하여 공정을 진행하는 공정 단계 및 상기 희귀가스 제어 단계의 제어에 따라, 상기 공정 단계 이후 배출되는 폐가스를 선택적으로 포집하는 가스 포집 단계를 포함한다.
일 측에 따르면, 희귀가스는 제논(Xe), 크립톤(Kr) 및 네온(Ne)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 가스 포집 단계 이전에, 희귀가스 제어 단계의 제어 신호를 수신하여, 상기 희귀가스의 공급 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 가스 포집 단계는, 상기 희귀가스 공급 여부 판단 결과에 따라 상기 희귀가스가 포함된 폐가스를 선택적으로 포집할 수 있다.
일 측에 따르면, 가스 포집 단계 이전 또는 이후에, 폐가스의 유해물질을 제거하는 정화 단계를 더 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 정화 단계는 건식 정화, 습식 정화, 연소식 정화, 흡착식 정화 및 플라즈마식 정화 중 적어도 하나의 수단을 포함하여 폐가스의 유해물질을 제거할 수 있다.
일 측에 따르면, 가스 포집 단계는, 최대 10,000 psi의 압력으로 폐가스를 압축하여 포집할 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 실시예들에 따르면,
가스 포집 시스템 및 포집 방법을 제공함으로써, 고가인 희귀가스를 사용 후 포집 및 재사용이 가능하여 공정 경쟁력을 확보할 수 있다.
또한, 희귀가스 공급 제어 장치 및 포집 밸브를 포함함으로써, 희귀가스 사용 시에만 선택적으로 가스를 포집하며 포집 효율을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 가스 포집 시스템 및 가스 포집 방법의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 가스 포집 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 가스 포집 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 실시예들에 따른 가스 포집 시스템(1) 및 포집 방법에 대해 설명한다.
참고적으로, 도 1은 일 실시예에 따른 가스 포집 시스템(1)을 나타낸 블록도이다. 도 1을 참고하면, 가스 포집 시스템(1)은 가스 공급 모듈(20), 공정 챔버 모듈(21), 가스 포집부(3) 및 가스 정화부(4)를 포함하여 구성된다.
가스 공급 모듈(20)은 공정 챔버 모듈(21)에 희귀가스를 공급하는 희귀가스 공급원(200)을 포함한다. 여기서 희귀가스는, 공기 중 존재하는 양이 매우 적은 가스를 의미하며, 희유가스와 동일한 의미로 사용된다. 희귀가스는 제논(Xe), 크립톤(Kr) 및 네온(Ne)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 가스일 수 있다. 예를 들어, 희귀가스는 제논(Xe)으로만 구성된 가스일 수도 있고, 제논(Xe) 및 크립톤(Kr)을 포함한 화합물일 수도 있다.
가스 공급 모듈(20)은 공정 챔버 모듈(21)에 공정을 위한 공정가스를 공급하는 공정가스 공급원(201)도 포함하여 구성된다. 여기서 공정은, 반도체 제조 공정 중 반응성 가스를 이용하여 화학적 반응 또는 물리적 수단에 의해 선택적으로 대상물질을 제거하는 건식 식각 공정일 수 있다. 공정가스는 이에 따라, 식각 공정에 주로 사용되는 CF4, C3F8, C4F6, NF3 및 SiF4 등을 포함할 수 있으며, 공정가스가 상술한 예시에 한정되지는 않는다.
공정 챔버 모듈(21)은 가스 공급 모듈(20)과 연결되며, 가스 공급 모듈(20)에서 공급된 가스를 이용하여 공정이 이루어질 수 있다. 가스 공급 모듈(20)과 공정 챔버 모듈(21)을 포함하여 반도체 공정부(2)를 구성할 수 있다.
가스 공급 시스템(1)은 공정 챔버 모듈(21)과 가스 공급 모듈(20) 사이에, 희귀가스 공급 제어 장치(22)를 포함한다. 희귀가스 공급 제어 장치(22)는 가스 공급 모듈(20)에서 희귀가스 공급원(200)의 공급 배관 일측에 구비될 수 있다. 다만, 희귀가스 공급 제어 장치(22)가 구비되는 위치는 도면에 의해 한정되지 않는다. 희귀가스 공급 제어 장치(22)는 가스 공급 모듈(20)과 공정 챔버 모듈(21) 사이에서, 희귀가스의 공급을 제어할 수 있는 위치라면 어디든 구비될 수 있다.
희귀가스 공급 제어 장치(22)는 질량 유량 제어기(Mass Flow Control) 또는 밸브 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 희귀가스 공급 제어 장치(22)는 외부 서버와 연동되어 원격에서 자동으로 제어되거나, 수동으로 제어될 수 있다.
공정 챔버 모듈(21)에서 배출된 폐가스를 포집하는 가스 포집부(3)는, 희귀가스 공급 제어 장치(22)의 제어에 따라, 희귀가스가 포함된 폐가스를 선택적으로 포집할 수 있다. 예를 들어, 가스 포집부(3)에 희귀가스 공급 제어 장치(22)의 제어 신호가 입력되는 경우에만 가스 포집이 이루어지도록 포집을 제어할 수 있다.
희귀가스가 포함된 폐가스를 포집하는 가스 포집부(3)는, 공정 챔버 모듈(21) 및 가스 공급 모듈(20)과 독립적으로 구비될 수 있다. 가스 포집부(3)가 독립적으로 구비됨으로써, 공정 챔버 모듈(21)에서 진행되는 제조 공정은 독립성을 확보할 수 있다. 예를 들어, 폐가스 포집에 대한 공정 변경이 필요한 경우, 제조 공정은 유지하되, 독립적으로 구비된 가스 포집부(3)만 제어하여 포집 공정을 변경할 수 있다. 또한, 가스 포집부(3)를 독립적으로 구비함으로써, 기존 공정 시스템은 유지하되, 가스 포집부(3)의 배치 자유도를 확보할 수 있다. 또한, 가스 포집 후 곧바로 가스 포집부(3)의 탈착 및 운송이 가능하여 전체적인 공정 효율을 향상시킬 수도 있다.
가스 포집부(3)는 폐가스가 이동하는 배관에 연결되어 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 가스 포집부(3)를 복수 개로 구비함에 따라, 동일한 시간 내 폐가스의 포집 효율을 높일 수 있다. 또한, 폐가스를 효율적으로 포집하기 위해, 가스 포집부(3)는 진공 상태로 이루어질 수 있다.
가스 포집부(3)는 폐가스 포집 효율을 높이기 위해 폐가스를 압축하는 압축기(30)를 포함할 수 있다. 가스 포집부(3)는 폐가스를 포집 후 이동이 요구되기 때문에, 폐가스를 10,000 psi 압력 이상으로 압축하게 되는 경우, 안전상의 위험이 발생할 수 있다. 따라서, 가스 포집부(3)의 안전성을 고려하여 압축기(30)의 최대 압력은 10,000 psi인 것이 바람직하다.
가스 포집부(3)는 폐가스를 저장하는 포집 탱크(31)를 적어도 하나 이상 포함할 수도 있다. 포집 탱크(31)가 하나 이상 구비되는 경우, 각각의 포집 탱크(31)는 서로 병렬식으로 배치될 수 있다. 포집 탱크(31)를 병렬식으로 배치하는 경우, 포집 탱크(31)의 유지 관리가 수월하다는 효과를 제공할 수 있다. 구체적으로, 포집 탱크(31)를 병렬식으로 배치함으로써, 폐가스를 포집한 포집 탱크(31)와 새로 포집하기 위해 준비한 포집 탱크(31)를 용이하게 교환할 수 있다.
한편, 가스 포집 시스템(1)은 폐가스의 유해물질을 제거하는 가스 정화부(4)를 더 포함할 수 있다. 가스 정화부(4)의 위치는 도면에 의해 한정되지 않으며, 가스 포집부(3)의 전단 또는 후단에 구비될 수 있다. 가스 정화부(4)가 가스 포집부(3)의 전단에 구비되는 경우, 가스 포집부(3)는 유해물질은 제거되고 희귀가스의 순도가 높아진 폐가스를 포집할 수 있다. 한편, 가스 정화부(4)가 가스 포집부(3)의 후단에 구비되는 경우, 가스 포집부(3)는 공정 챔버 모듈(21)에서 배출되는 폐가스를 그대로 포집할 수 있다.
가스 정화부(4)는 상기 폐가스 중 희귀가스를 제외한 유해물질을 제거할 수 있다. 예를 들어, 가스 정화부(4)는 Cl2, HCl, PF3, HF, HBr 및 SiCl4 등을 포함한 독성가스를 제거할 수 있다. 또한, 가스 정화부(4)는 NO2, O2 등 산화성가스를 제거할 수도 있으며, SiH4, PH3, B2H6 및 H2S 등을 포함한 가연성가스를 제거할 수도 있다. 또한, SF6, NF3, F4, C2 등을 포함하는 PFC(Perfluorocompounds)계의 환경유해가스를 제거할 수 있다.
가스 정화부(4)는 건식 정화, 습식 정화, 연소식 정화, 흡착식 정화 및 플라즈마식 정화 중 적어도 하나의 수단으로 폐가스를 정화할 수 있다. 건식 정화는 가스 열반응을 이용하여 비교적 안전하고 온도 제어가 용이하게 폐가스를 정화할 수 있다. 습식 정화는 수용성 유해물질을 효율적으로 제거하거나, 용량의 가스를 용이하게 정화할 수 있다. 연소식 정화는 높은 온도에서 정화가 진행되어 높은 효율로 폐가스를 정화할 수 있다. 또한, 흡착식 정화를 이용하는 경우, 적은 에너지가 소모되며 관리가 용이하게 정화를 수행할 수 있다. 이 때, 흡착제로는 0.5 내지 3.0 mm의 크기를 가진 실리카겔, 알루미나, 제올라이트 및 활성탄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 플라즈마식 정화는 주로 PFC계 가스를 용이하게 제거할 수 있다. 상술한 정화 수단 중 적어도 어느 하나의 수단을 폐가스를 정화하며, 효율적으로 폐가스의 유해물질을 제거할 수 있다.
한편, 가스 포집 시스템(1)은 폐가스의 포집 여부를 제어하는 포집 밸브(32)를 더 포함할 수 있다. 포집 밸브(321)는, 상술한 가스 정화부(4)의 전단에 구비되어, 폐가스에서 희귀가스를 제외한 유해물질이 제거되기 이전의 가스가 가스 포집부(3)에 포집되도록 포집을 제어할 수 있다. 또한, 포집 밸브(321)는 가스 정화부(4)의 후단에 구비되어, 유해물질이 제거된 이후 희귀가스만이 포함된 가스가 가스 포집부(3)에 포집되도록 포집을 제어할 수도 있다. 또한, 포집 밸브(32)는 가스 정화부(4)의 전단이나 후단에 복수 개로 구비되어, 어느 하나의 고장에 대비하도록 구비될 수 있다.
포집 밸브(32)는 가스 공급 모듈(20)에서 공급되는 가스에 희귀가스가 포함되는 경우에만 개폐되도록 제어될 수 있다. 가스 공급 모듈(20)에서 희귀가스를 포함하지 않는 경우에는 폐가스를 포집하지 않으며 포집 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
여기서 포집 밸브(32)는 앞서 상술한 희귀가스 공급 제어 장치(22)와 연동되어, 희귀가스 공급 제어 장치(22)의 제어에 따라 개폐가 제어될 수 있다. 즉, 포집 밸브(32)가 희귀가스 공급 제어 장치(22)의 제어 신호를 수신하는 경우, 포집 밸브(32)가 개폐될 수 있다. 또한, 희귀가스 공급 제어 장치(22)의 제어 신호를 수신하고, 일정 시간이 지난 후 포집 밸브(32)가 개폐될 수도 있다.
한편, 포집 밸브(32)가 희귀가스 공급 제어 장치(22)의 제어 신호를 수신하지 않는 경우에는, 포집 밸브(32)는 개폐되지 않을 수 있다. 이와 같이, 포집 밸브(32)가 수신하는 제어 신호에 따라, 희귀가스가 포함된 경우에만 선택적으로 폐가스를 포집하여 가스 포집 효율을 높일 수 있다. 또한, 포집 가스에 포함된 희귀가스의 순도가 높아질 수도 있다.
이하, 도 2 내지 도 3을 더 참조하여, 앞서 상술한 가스 포집 시스템(1)을 이용한 가스 포집 방법에 대해 상술하도록 한다. 가스 포집 시스템(1)의 구성과 관련해서는 상기 상술한 내용과 동일한 구성이므로, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 사용하고, 중복되는 설명은 제외한다.
참고적으로, 도 2는 일 실시예에 따른 가스 포집 방법을 나타낸 순서도이다. 도 2를 참고하면, 가스 포집 방법은 희귀가스의 공급 유량을 제어하는 희귀가스 제어 단계(S10), 상기 희귀가스를 포함한 가스를 이용하여 공정을 진행하는 공정 단계(S11) 및 상기 희귀가스의 제어 단계(S10)의 제어에 따라, 공정 단계(S11) 이후 배출되는 폐가스를 선택적으로 포집하는 가스 포집 단계(S15)를 포함한다. 여기서 희귀가스는 제논(Xe), 크립톤(Kr) 및 네온(Ne)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 가스일 수 있다.
희귀가스 제어 단계(S10)는, 기체 포집 시스템(1)의 희귀가스 공급 제어 장치(22)에서 희귀가스의 공급 유량이 제어되는 단계일 수 있다.
희귀가스 제어 단계(S10) 이후에는, 공정 단계(S10)를 포함할 수 있다. 공정 단계(S10)는, 희귀가스 공급원(200) 및 공정가스 공급원(201)을 포함한 가스 공급 모듈(20)에서 공정 챔버 모듈(21)로 가스가 공급될 수 있다. 그리고 공정 챔버 모듈(21)에서는 공급된 가스를 이용하여 공정이 진행될 수 있다.
공정 단계(S11) 이후에는, 배출되는 폐가스 중 희귀가스를 제외한 유해물질을 제거하는 정화 단계(S12)를 더 포함할 수 있다. 정화 단계(S12)는 건식 정화, 습식 정화, 연소식 정화, 흡착식 정화 및 플라즈마식 정화 중 적어도 하나의 수단을 포함하여 폐가스의 유해물질을 제거하는 단계일 수 있다. 다만, 정화 단계(S12)는 도면에 의해 순서가 한정되지 않으며, 후술하는 가스 포집 단계(S15) 이후에 포함될 수도 있다.
여기서, 정화 단계(S12)가 가스 포집 단계(S15)보다 우선인 경우에는, 가스 포집 단계(S15)에서 유해물질이 제거되고 희귀가스의 순도가 높아진 폐가스를 포집할 수 있다. 반면, 가스 포집 단계(S15)가 정화 단계(S12)보다 우선인 경우, 가스 포집 단계(S11)에서는 공정에서 배출되는 폐가스를 그대로 포집할 수 있다.
다음으로, 가스 정화 방법은, 희귀가스의 공급 여부를 판단하는 단계(S13)를 포함할 수 있다. 희귀가스 공급 여부를 판단하는 단계(S13)는, 희귀가스 제어 단계(S10)의 제어 신호를 수신하고, 수신한 결과에 따라 희귀가스의 공급 여부를 판단하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 희귀가스의 공급 여부를 판단하는 단계(S13)는, 희귀가스 공급 제어 장치(22)에서 제어 신호를 송신하고, 폐가스의 포집을 제어하는 포집 밸브(32)에서 상기 제어 신호를 수신하는 단계일 수 있다. 여기서 제어 신호는 가스 포집 시스템(1) 내부 서버를 통해 바로 송수신되는 신호일 수도 있고, 외부 서버를 거쳐서 송수신되는 신호일 수도 있다.
우선, 포집 밸브(32)가 희귀가스를 공급한다는 제어 신호를 수신하지 않는 경우에는 포집 밸브(32)가 개폐되지 않으며, 가스 포집 방법은 종료된다.
반면, 포집 밸브(32)가 희귀가스를 공급한다는 제어 신호를 수신하는 경우에, 포집 밸브(32)는 개폐되는 단계(S14)를 포함할 수 있다. 여기서, 포집 밸브(32)가 개폐되는 시점은 상기 제어 신호를 수신한 즉시이거나, 일정 시간이 지난 시점일 수 있다. 포집 밸브(32)가 개폐되는 단계(S14) 이후에는, 희귀가스 공급 여부 판단 결과에 따라 희귀가스가 포함된 폐가스를 선택적으로 포집하는 가스 포집 단계(S15)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 희귀가스 공급 여부를 판단(S13)하여 판단 결과에 따라 포집 밸브(32)를 개폐함으로써, 가스 포집 효율을 향상시킬 수 있다.
가스 포집 단계(S15)는 가스 공급 모듈(20) 및 공정 챔버 모듈(21)과 독립적으로 구비된 가스 포집부(3)에서 이루어지는 단계일 수 있다. 가스 포집 단계(S12)는 가스 포집부(3)에 구비된 적어도 하나 이상의 포집 탱크(31)에 가스를 포집하는 단계일 수 있다. 또한, 압축기(30)를 포함하여 최대 10,000 psi의 압력으로 폐가스를 압축하여 포집하는 단계일 수 있다.
마지막으로 가스 포집 단계(S15) 이후, 포집된 희귀가스는 그대로 재사용되거나, 재사용되기 전 다른 가스와 혼합되는 단계를 더 포함할 수도 있다. 또한, 가스 포집 단계(S15) 이후에, 가스가 포집된 가스 포집부(3)가 바로 탈착되며 운송되는 운송 단계를 더 포함할 수도 있다.
이상으로, 상술한 가스 포집 시스템(1) 및 가스 포집 방법을 제공함으로써, 희귀가스를 포함한 폐가스를 효율적으로 회수하고 재사용할 수 있다. 나아가, 반도체 공정부(2)와 독립적으로 구비된 가스 포집부(3), 폐가스의 유해물질을 제거하는 가스 정화부(4) 및 희귀가스의 공급을 제어하는 희귀가스 공급 제어 장치(22)를 더 포함함으로써, 종래 기술보다 폐가스에 포함된 희귀가스를 더 효율적으로 회수할 수 있다. 특히, 희귀가스가 고가인 제논인 경우, 제논을 공정 이후 회수함으로써 원가 측면의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 공정 정밀도는 유지하며 원가 절감을 통해 공정 경쟁력을 확보할 수도 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 가스 포집 시스템
2: 반도체 공정부
20: 가스 공급 모듈
200: 희귀가스 공급원
201: 공정가스 공급원
21: 공정 챔버 모듈
22: 희귀가스 공급 제어 장치
3: 가스 포집부
30: 압축기
31: 포집 탱크
32: 포집 밸브
4: 가스 정화부

Claims (17)

  1. 공정 챔버 모듈;
    상기 공정 챔버 모듈에 제논(Xe), 크립톤(Kr) 및 네온(Ne)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 희귀가스를 공급하는 희귀가스 공급원과 공정을 위한 공정가스를 공급하는 공정가스 공급원을 포함하는 가스 공급 모듈;
    상기 공정 챔버 모듈과 상기 희귀가스 공급원 사이에 구비되고 외부 서버와 연동되어 원격으로 또는 수동으로 상기 희귀가스의 공급 유량을 제어하는 희귀가스 공급 제어 장치;
    상기 공정 챔버 모듈에서 배출된 폐가스에서 상기 희귀가스를 제외한 유해물질을 제거하는 가스 정화부;
    상기 가스 정화부의 전단이나 후단에 복수 개로 구비되고, 상기 희귀가스 공급 제어 장치로부터 제어 신호를 수신하여 개폐되되 상기 가스 공급 모듈에 상기 희귀가스가 포함된 경우에 개폐되는 포집 밸브; 및
    상기 공정 챔버 모듈 및 상기 가스 공급 모듈과 독립적으로 구비되며, 제조 공정과는 별도로 작동하고, 상기 희귀가스 공급 제어 장치의 제어에 따라 상기 포집 밸브가 개폐됨에 따라 상기 공정 챔버 모듈에서 배출된 폐가스를 선택적으로 포집하거나 상기 가스 정화부에서 정화된 가스를 포집하는 가스 포집부;
    를 포함하고,
    상기 복수 개의 포집 밸브 중 상기 가스 정화부의 전단에 구비된 포집 밸브가 열리고 후단에 구비된 포집 밸브가 닫힐 시에는 상기 가스 포집부가 상기 공정 챔버 모듈에서 배출되는 폐가스를 그대로 포집하고, 상기 가스 정화부의 전단에 구비된 포집 밸브가 닫히고 후단에 구비된 포집 밸브가 열릴 시에는 상기 가스 포집부가 유해물질은 제거되고 희귀가스의 순도가 높아진 폐가스를 포집할 수 있는 것을 특징으로 하는 가스 포집 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 희귀가스 공급 제어 장치는,
    질량 유량 제어기 또는 밸브 중 적어도 하나를 포함하는 가스 포집 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가스 정화부는, 건식 정화, 습식 정화, 연소식 정화, 흡착식 정화 및 플라즈마식 정화 중 적어도 하나의 수단으로 상기 폐가스를 정화하는 가스 포집 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가스 포집부는 상기 폐가스를 압축하는 압축기;
    를 포함하고,
    상기 압축기는 최대 10,000psi의 압력으로 상기 폐가스를 압축하는 가스 포집 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가스 포집부는 상기 폐가스를 저장하는 포집 탱크;
    를 적어도 하나 이상 포함하고,
    상기 포집 탱크는 병렬식으로 배치되는 가스 포집 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가스 포집부는,
    상기 폐가스가 이동하는 폐가스 배관에 연결되어 적어도 하나 이상 구비되는 가스 포집 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 가스 포집부는 진공 상태로 이루어진 가스 포집 시스템.
  12. 제논(Xe), 크립톤(Kr) 및 네온(Ne)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 희귀가스의 공급 유량을 외부 서버와 연동되어 원격으로 또는 수동으로 제어하는 희귀가스 제어 단계;
    상기 희귀가스를 포함한 가스를 이용하여 공정을 진행하는 공정 단계;
    상기 희귀가스 제어 단계의 제어 신호를 수신하여 상기 희귀가스의 공급 여부를 판단하는 단계;
    상기 공정 단계와는 별도로 작동하고, 상기 희귀가스 제어 단계의 희귀가스 공급 제어 장치의 제어에 따라 상기 희귀가스의 공급 여부 판단에 따라 상기 희귀가스가 공급되는 경우에만 포집 밸브를 개폐하여 상기 공정 단계 이후 배출되는 폐가스를 선택적으로 포집하는 가스 포집 단계; 및
    상기 가스 포집 단계 이전 또는 이후에 진행되며, 상기 폐가스에서 상기 희귀가스를 제외한 유해물질을 제거하는 정화 단계;
    를 포함하고,
    상기 정화 단계가 상기 가스 포집 단계보다 우선인 경우에는, 상기 가스 포집 단계에서 유해물질이 제거되고 희귀가스의 순도가 높아진 폐가스를 포집하고, 상기 가스 포집 단계가 상기 정화 단계보다 우선인 경우, 상기 가스 포집 단계에서는 공정에서 배출되는 폐가스를 그대로 포집할 수 있는 것을 특징으로 하는 가스 포집 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제12항에 있어서,
    상기 정화 단계는,
    건식 정화, 습식 정화, 연소식 정화, 흡착식 정화 및 플라즈마식 정화 중 적어도 하나의 수단을 포함하여 상기 폐가스의 유해물질을 제거하는 가스 포집 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 가스 포집 단계는,
    최대 10,000 psi의 압력으로 상기 폐가스를 압축하여 포집하는 가스 포집 방법.
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