KR102438551B1 - 배기가스 플라즈마 처리 장비용 가스 공급 장치 및 이를 구비하는 배기가스 플라즈마 처리 장비 - Google Patents

배기가스 플라즈마 처리 장비용 가스 공급 장치 및 이를 구비하는 배기가스 플라즈마 처리 장비 Download PDF

Info

Publication number
KR102438551B1
KR102438551B1 KR1020200105964A KR20200105964A KR102438551B1 KR 102438551 B1 KR102438551 B1 KR 102438551B1 KR 1020200105964 A KR1020200105964 A KR 1020200105964A KR 20200105964 A KR20200105964 A KR 20200105964A KR 102438551 B1 KR102438551 B1 KR 102438551B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
gas injection
exhaust pipe
injection nozzle
exhaust
Prior art date
Application number
KR1020200105964A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210136799A (ko
Inventor
배진호
이종택
김우태
나정균
유태욱
Original Assignee
(주)엘오티씨이에스
(주)엘오티베큠
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)엘오티씨이에스, (주)엘오티베큠 filed Critical (주)엘오티씨이에스
Publication of KR20210136799A publication Critical patent/KR20210136799A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102438551B1 publication Critical patent/KR102438551B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816—Pressure
    • H01J37/32834—Exhausting
    • H01J37/32844—Treating effluent gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32853—Hygiene
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/30—Capture or disposal of greenhouse gases of perfluorocarbons [PFC], hydrofluorocarbons [HFC] or sulfur hexafluoride [SF6]

Abstract

본 발명에 의하면, 두 전극 사이에서 발생하는 플라즈마 방전을 이용하여 배기가스를 분해하는 플라즈마 반응기로 상기 배기가스를 유입시키는 배기관으로 반응성 가스 또는 불활성 가스를 공급하는 장치로서, 상기 배기관에 설치되어서 상기 배기관의 내부로 상기 반응성 가스 또는 불활성 가스를 가스 분사구를 통해 분사하는 가스 분사 노즐을 포함하며, 상기 가스 분사 노즐의 재질은 절연체이고, 상기 배기관 내벽면으로부터 돌출되어서 형성되는 가스 공급 장치 및 이를 구비하는 배기가스 플라즈마 처리 장비가 제공된다.

Description

배기가스 플라즈마 처리 장비용 가스 공급 장치 및 이를 구비하는 배기가스 플라즈마 처리 장비 {GAS SUPPLYING APPARATUS AND EXHAUST GAS PLASMA PROCESSING EQUIPMENT WITH THE SAME}
본 발명은 반도체 제조설비 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공정챔버로부터 배출되는 배기가스를 플라즈마를 이용하여 처리하는 장비에 관한 것이다.
반도체 소자는 공정챔버에서 웨이퍼 상에 포토리소그래피, 식각, 확산 및 금속증착 등의 공정들이 반복적으로 수행됨으로써 제조되고 있다. 이러한 반도체 제조 공정 중에는 다양한 공정 가스가 사용되며, 공정이 완료된 후에는 공정챔버에 잔류가스가 존재하게 되는데, 공정챔버 내 잔류가스는 유독성분을 포함하고 있기 때문에, 진공펌프에 의해 배출되어서 스크러버와 같은 배기가스 처리장치에 의해 정화된다. 진공펌프의 내부에서는 100℃ 이상의 고온 상태에서 배기가스들의 압축이 일어나므로, 배기가스들의 상변이가 쉽게 발생하여 진공펌프 내부에 고체성 부산물이 쉽게 형성되고 축적되어서 진공펌프의 고장 원인이 된다.
배기가스에 의한 진공펌프 고장을 방지하기 위하여 최근에는 두 전극 사이에서 발생하는 플라즈마 방전을 이용하여 가스를 분해하는 플라즈마 반응기를 공정챔버와 진공펌프의 사이를 연결하는 배관에 설치하는 기술이 개발되어서 사용되고 있다(등록특허 제10-1065013호에 기재된 구성). 플라즈마 반응기에서 배기가스의 분해 성능이 향상되도록 플라즈마 반응기의 상류측에서 산소와 같은 반응성 가스가 공급되는데, 반응성 가스가 주입되는 포트에서 전위차가 발생하여 플라즈마 반응기 외의 부분으로 플라즈마 방전이 확대되어서 온도가 상승하고 그에 따라 변색 및 부식의 문제가 발생하고 있다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1065013 "오염 물질 제거용 플라즈마 반응기 및 이의 구동 방법" (2011.09.15.)
본 발명의 목적은 플라즈마를 이용하여 배기가스를 처리하는 장비에서 배기관으로 반응성 가스를 공급하는 가스 공급 장치로서, 배기관에서의 온도 상승을 방지하는 가스 공급 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 두 전극 사이에서 발생하는 플라즈마 방전을 이용하여 배기가스를 분해하는 플라즈마 반응기로 상기 배기가스를 유입시키는 배기관으로 반응성 가스 또는 불활성 가스를 공급하는 장치로서, 상기 배기관에 설치되어서 상기 배기관의 내부로 상기 반응성 가스 또는 불활성 가스를 가스 분사구를 통해 분사하는 가스 분사 노즐을 포함하며, 상기 가스 분사 노즐의 재질은 절연체이고, 상기 배기관 내벽면으로부터 돌출되어서 형성되는, 배기가스 플라즈마 처리 장비용 가스 공급 장치가 제공된다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 배기가스가 유동하는 배기관; 상기 배기관과 연결되어서 상기 배기관을 통해 유입되는 상기 배기가스를 두 전극 사이에서 발생하는 플라즈마 방전을 이용하여 분해하는 플라즈마 반응기; 및 상기 배기관으로 반응성 가스 또는 불활성 가스를 공급하는 가스 공급 장치를 포함하며, 상기 가스 공급 장치는 상기 배기관에 설치되어서 상기 배기관의 내부로 상기 반응성 가스 또는 불활성 가스를 가스 분사구를 통해 분사하는 절연체 재질의 가스 분사 노즐을 구비하며, 상기 가스 분사 노즐은 상기 배기관 내벽면으로부터 돌출되어서 형성되는, 배기가스 플라즈마 처리 장비가 제공된다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 배기관에 반응성 가스를 분사하는 가스 분사 노즐이 테프론과 같은 절연체 재질로 이루어지고, 배기관 내에서 중심 쪽으로 돌출되어서 형성되므로, 플라즈마 방전이 발생하지 않음으로써 온도 상승이 방지된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 플라즈마 처리 장비가 설치된 반도체 제조설비의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 배기가스 플라즈마 처리 장비에서 가스 분사 노즐이 설치된 부분의 챔버 배기관에 대한 종단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 배기가스 플라즈마 처리 장비에서 가스 분사 노즐이 설치된 부분의 챔버 배기관에 대한 횡단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 배기가스 플라즈마 처리 장비에서 가스 분사 노즐에 대한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 플라즈마 처리 장비의 테스트 결과를 보여주는 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 플라즈마 처리 장비의 테스트 결과를 보여주는 그래프이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 분사 노즐에 대한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 플라즈마 처리 장비가 설치된 반도체 제조설비의 개략적인 구성이 블록도로서 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 반도체 제조설비(100)는 다양한 공정가스를 이용하여 반도체 제조공정이 진행되는 공정 챔버(110)와, 공정 챔버(110)로부터 배출되는 배기가스를 처리하는 스크러버(120)와, 공정 챔버(110)의 잔류가스를 배출시켜서 스크러버(120)까지 이동시키는 배기 장비(130)와, 공정 챔버(110)로부터 배출되는 배기가스를 플라즈마를 이용하여 처리하는 배기가스 플라즈마 처리 장비(160)를 포함한다.
공정 챔버(110)에서는 다양한 공정가스를 이요하여 반도체 제조공정이 진행된다. 공정 챔버(110)는 반도체 제조 설비 기술 분야에서 반도체 제조를 위해 통상적으로 사용되는 모든 형태의 공정 챔버를 포함한다. 공정 챔버(110)에서 발생한 잔류 가스는 배기 장비(130)에 의해 외부로 배출된다.
스크러버(120)는 배기 장비(130)에 의해 공정 챔버(C)로부터 배출되는 배기가스를 처리한다. 스크러버(120)는 반도체 제조 설비 기술 분야에서 배기가스를 처리하기위한 통상적으로 사용되는 모든 형태의 스크러버를 포함한다.
배기 장비(130)는 공정 챔버(110)의 잔류가스를 배기가스로 배출시켜서 스크러버(120)까지 이동시킨다. 배기 장비(100)는 공정 챔버(110)로부터 가스를 배출시키기 위한 진공 펌프(140)와, 공정 챔버(110)와 진공 펌프(140)를 연결하는 챔버 배기관(150)과, 진공 펌프(140)와 스크러버(120)를 연결하는 펌프 배기관(155)을 구비한다.
진공 펌프(140)는 공정 챔버(110)의 잔류가스를 배출하기 위하여 공정 챔버(110) 측에 음압을 형성하는데, 반도체 제조 설비 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 진공 펌프의 구성을 포함하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
챔버 배기관(150)은 공정 챔버(110)와 진공 펌프(140)의 사이에서 공정 챔버(110)의 배기구와 진공 펌프(140)의 흡입구를 연결한다. 진공 펌프(140)에 의해 형성되는 음압에 의해 공정 챔버(110)의 잔류가스가 챔버 배기관(150)을 통해 배기가스로서 배출된다. 배기가스가 챔버 배기관(150)을 유동하면서 챔버 배기관(150) 상에 설치된 배기가스 플라즈마 처리 장비(160)에 의해 플라즈마 처리된다.
펌프 배기관(155)은 진공 펌프(140)와 스크러버(120)의 사이에서 진공 펌프(140)의 토출구와 스크러버(120)의 유입구를 연결한다. 펌프 배기관(155)을 통해 진공 펌프(140)로부터 배출되는 배기가스가 스크러버(120)로 이동한다.
배기가스 플라즈마 처리 장비(160)는 공정 챔버(110)로부터 배출되는 배기가스를 챔버 배기관(150) 상에서 플라즈마를 이용하여 처리한다. 배기가스 플라즈마 처리 장비(160)는 챔버 배기관(150) 상에 설치되는 플라즈마 반응기(170)와, 챔버 배기관(150)으로 반응성 가스를 공급하는 가스 공급 장치(175)를 구비한다.
플라즈마 반응기(170)는 챔버 배기관(150) 상에 설치되어서 챔버 배기관(150)을 유동하는 배기가스를 플라즈마를 이용해 분해하여 처리한다. 플라즈마 반응기(170)는 두 전극 사이에서 발생하는 플라즈마 방전을 이용하여 유동하는 배기가스를 분해하여 처리하는 구조로서, 예를 들어 등록특허 제10-1541854호에 기재된 배기가스 처리 플라즈마 반응기일 수 있다.
가스 공급 장치(175)는 플라즈마 반응기 내에서 배기가스의 분해 성능이 향상되도록 플라즈마 반응기(170)의 상류 측에서 챔버 배기관(150)에 반응성 가스 또는 불활성 가스를 공급한다. 반응성 가스로는 산소(O2) 가스가 공급될 수 있으며, 불활성 가스로는 아르곤(Ar) 가스가 공급될 수 있다. 가스 공급 장치(175)는 챔버 배기관(150)의 내부에 가스를 분사하는 가스 분사 노즐(180)과, 가스 분사 노즐(180)을 통해 분사되는 가스를 저장하고 가스 분사 노즐(180)로 공급하는 가스 공급기(190)와, 가스 분사 노즐(180)과 가스 공급기(190)를 연결하는 가스 공급관(191)을 구비한다.
가스 분사 노즐(180)은 가스 공급관(191)을 통해 가스 공급기(190)로부터 공급되는 가스를 배기가스가 유동하는 챔버 배기관(150)의 내부에서 분사한다. 가스 분사 노즐(180)은 절연체 재질로 이루어지는데, 본 실시예에서는 테프론(teflon) 재질인 것으로 설명한다. 가스 분사 노즐(180)은 챔버 배기관(150)에서 플라즈마 반응기(170)의 상류 측에 위치하도록 챔버 배기관(150)에 설치된다. 도 2와 도 3에는 가스 분사 노즐(180)이 챔버 배기관(150)에 설치된 상태가 도시되어 있고, 도 4에는 가스 분사 노즐(180)이 사시도로서 도시되어 있다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 가스 분사 노즐(180)은 직선으로 연장되는 원형 막대 형상으로서, 가스 분사 노즐(180)의 길이방향 일단(182)에는 가스가 분사되는 가스 분사구(183)가 형성되고, 가스 분사 노즐(180)의 내부에는 가스 분사 노즐(180)의 길이방향을 따라서 연장되어서 가스가 유동하고 가스 분사구(183)와 연결되는 가스 통로(185)가 형성된다. 가스 분사 노즐(180)의 타단(184)에는 반경방향 바깥으로 외주가 확장된 플랜지부(186)가 형성된다. 가스 분사 노즐(180)의 외주면(187)에는 플랜지부(186)에 인접하여 위치하는 제1, 제2 오링홈(187a, 187b)이 형성된다. 제1 오링홈(187a)과 제2 오링홈(188b) 각각에 제1 오링(O-ring)(188a)과 제2 오링(188b)이 끼워진다.
도 2와 도 3을 참조하면, 가스 분사 노즐(180)은 챔버 배기관(150)의 내부에서 중심 쪽을 향해 돌출되도록 챔버 배기관(150)에 설치된다. 더욱 상세하게는, 가스 분사 노즐(180)이 챔버 배기관(150)의 내부에서 챔버 배기관(150)의 내벽면과 직각을 이룬다. 가스 분사 노즐(180)이 챔버 배기관(150)의 내부에서 중심 쪽으로 돌출된 길이인 돌출 길이(L)(단위 mm)는 가스 분사부에서의 플라즈마 방전의 발생을 방지하고 파우더 및 부산물 증착 방지를 위하여 다음 수학식 1과 같은 범위를 갖는 것이 바람직하다.
[수학식 1]
125/D < L ≤ F/2
수학식 1에서 D는 가스 분사 노즐(180)의 외경(단위 mm)이며, F는 챔버 배기관(150)의 내경(단위 mm)이다.
가스 분사 노즐(180)의 챔버 배기관(150) 내에서의 돌출 길이(L)가 125/D보다 작거나 같으면, 가스 분사부에서의 플라즈마 발생 방지 효과를 지속적으로 기대할 수 없다. 또한, 가스 분사 노즐(180)의 챔버 배기관(150) 내에서의 돌출 길이(L)가 F/2보다 크면, 가스 분사 노즐(180)에 파우더 및 부산물이 증착할 수 있는 면적이 증가하고 챔버 배기관(150) 내 가스 흐름을 방해하게 된다.
본 실시예에서는 가스 분사 노즐(180)을 통해 반응성 가스와 불활성 가스 중 하나만 분사되거나 선택적으로 분사되는 것으로 설명한다. 이와는 달리 반응성 가스(예를 들어, 산소 가스)를 분사하기 위한 가스 분사 노즐과 불활성 가스(예를 들어, 아르곤 가스)를 분사하기 위한 가스 분사 노즐이 각각 배기관(150)에 별도로 설치되어서 사용될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
챔버 배기관(150)에는 가스 분사 노즐(180)을 설치하기 위한 노즐 설치부(152)가 구비된다. 노즐 설치부(152)는 챔버 배기관(150)으로부터 외부로 돌출되어서 형성되는 노즐 삽입구(153)와, 노즐 삽입구(153)의 외부를 막는 커버(155)를 구비한다.
노즐 삽입구(153)는 가스 분사 노즐(180)이 설치되는 위치에 대응하여 챔버 배기관(150)으로부터 반경방향 바깥으로 수직으로 돌출되어서 형성된다. 노즐 삽입구(153)를 통해 외부에서 가스 분사 노즐(180)이 삽입되어서 챔버 배기관(150)에 설치된다. 가스 분사 노즐(180)의 플랜지부(186)가 노즐 삽입구(153)의 끝단에 걸려서 가스 분사 노즐(180)의 삽입 깊이를 설정된 깊이로 제한하며, 가스 분사 노즐(180)에 결합된 제1 오링(188a)과 제2 오링(188b)이 노즐 삽입구(153)의 내경과 밀착하여 가스의 누출을 방지한다. 노즐 삽입구(153)의 돌출 길이에 따라 가스 분사 노즐(180)이 챔버 배기관(150) 내에서 돌출된 돌출 길이(L)가 조절될 수 있다.
커버(155)는 노즐 삽입구(153)의 끝단과 결합되어서 노즐 삽입구(153)에 삽입된 가스 분사 노즐(180)을 고정시킨다. 커버(155)에는 가스 분사 노즐(180)에 형성된 가스 통로(185)와 연통되는 연결 통로(156)가 형성된다.
가스 공급기(190)는 가스 분사 노즐(180)을 통해 분사되는 가스를 저장하고 가스 공급관(190)을 통해 가스 분사 노즐(180)로 공급한다.
가스 공급관(191)은 가스 분사 노즐(180)과 가스 공급기(190)를 연결한다. 가스 공급관(191)을 통해 가스 공급기(190)에 저장된 가스가 가스 분사 노즐(180)로 공급된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 플라즈마 처리 장비의 테스트 결과를 비교예와 함께 나타내는 것으로서, 가스 분사 노즐(180)의 돌출 길이(L)에 따른 가스 분사부에서의 플라즈마 발생 여부 및 발생온도를 보여준다. 테스트는 챔버 배기관(150)의 직경이 200mm인 상태에서, 가스 분사 노즐(180)의 외경(D)이 12.5mm인 조건이다. 발생온도는 가스 분사 노즐(180)이 위치하는 지점에서 배기관(150) 외벽의 온도가 측정된 것이다. 도 5에서 좌측 첫번째는 제1 비교예로서, 일반적인 포트가 적용된 것이고, 온도는 플라즈마 반응기가 600초 가동 후 측정되었다. 도 5에서 좌측에서 두번째는 제2 비교예로서, 노즐의 돌출 길이(L)가 10mm로서 위의 수학식 1에서 파라미터 125/D와 동일한 경우이다. 도 5에서 좌측에서 세번째 및 네번째는 각각 노즐의 돌출 길이(L)가 20mm 및 40mm로서 위의 수학식 1의 조건을 만족하는 본 발명의 실시예 1, 2에 해당하는 경우이다. 도 5를 통해 확인되는 바와 같이, 비교예 1, 2의 경우에 300℃ 이상의 고온이 발생하며, 실시예 1, 2의 경우에 40℃ 미만으로 온도 상승 현상이 발생하지 않는다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 플라즈마 처리 장비의 테스트 결과를 보여주는 그래프로서, 가로축은 플라즈마 반응기의 가동 시간이고, 세로축은 가스 분사부에서의 온도를 나타낸다. 테스트는 챔버 배기관(150)의 직경이 200mm인 상태에서, 본 발명의 일 실시예의 경우(■로 표시된 그래프) 돌출 길이(L)가 20mm이고 가스 분사 노즐(180)의 외경(D)가 12.5mm인 조건이다. 도 6에서 ●로 표시된 그래프는 종래의 방식으로 가스 공급 포트를 통해 가스가 공급되는 경우에 대한 결과이고, ×로 표시된 그래프는 다공성 막을 통해 가스가 공급되는 경우에 대한 결과이다. 도 6을 통해 본 발명에 따른 가스 분사 노즐(180)의 구성에 의해 가스 분사 부분에서 온도 상승이 효과적으로 억제된다는 것이 확인된다.
상기 실시예에서는 가스 분사 노즐(180)의 가스 분사구(183)가 가스 분사 노즐(180)의 길이방향 일단(182)에 위치하여 가스가 가스 분사 노즐(180)의 길이방향을 따라서 분사되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 도 7에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 분사 노즐(280)에는 가스 분사구(283)가 길이방향 일단(182)이 아닌 외주면(187)에 원주방향을 따라 이격되어서 복수개 형성되어 있다. 가스 분사구(283)는 가스 분사 노즐(280)의 길이방향 일단(182)에 가능한 인접하여 위치하는 것이 바람직하다. 가스 분사구(283)가 위치하는 부분에서의 가스 분사 노즐(280)의 횡단면이 도시된 도 8을 참조하면, 가스 분사 노즐(280)의 내부에 형성된 가스 통로(185)와 복수개의 가스 분사구(283)들은 가스 통로(185)로부터 반경방향을 따라서 연장되는 복수개의 연결 통로(289)에 의해 연통된다. 본 실시예에서는 가스 분사구(283)가 4개인 것으로 설명하지만, 이와는 달리 3개 이하이거나 5개 이상일 수도 있으며 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 또한, 본 발명에서는 복수개의 가스 분사구(283)들이 원주방향을 따라서 등간격으로 배치되는 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 가스 분사 노즐(280)에 대해 본 단락에서 설명된 구성 외에는 도 4에 도시된 가스 분사 노즐(180)과 대체로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 9에는 도 7에 도시된 가스 분사 노즐(280)이 챔버 배기관(150)에 설치된 상태가 도시되어 있다. 도 9를 참조하면, 가스 분사 노즐(280)은 도 2에 도시된 바와 같은 방식으로 챔버 배기관(150)에 설치된다. 가스 분사 노즐(280)에서의 플라즈마 방전의 발생을 방지하고 가스 분사 노즐(280)에서 파우더 미 부산물 증착 방지를 위하여, 가스 분사 노즐(280) 상에서 가스 분사구(283)가 챔버 배기관(150)의 내벽면과 이격된 거리인 분사구 이격 거리(L1)(단위 mm)와 가스 분사 노즐(280)이 챔버 배기관(150)의 내부에서 중심 쪽으로 돌출된 길이인 돌출 길이(L2)(단위 mm)는 다음 수학식 2와 같은 범위를 갖는 것이 바람직하다.
[수학식 2]
125/D < L1 < L2 ≤ F/2
수학식 2에서 D는 가스 분사 노즐(180)의 외경(단위 mm)이고, F는 챔버 배기관(150)의 내경(단위 mm)이다.
분사구 이격 거리(L1)가 125/D보다 작거나 같으면, 가스 분사 노즐(280)에서의 플라즈마 발생 방지 효과를 지속적으로 기대하기 어렵된다. 또한, 가스 분사 노즐(280)의 챔버 배기관(150) 내에서의 돌출 길이(L2)가 F/2보다 크면, 가스 분사 노즐(180)에 파우더 및 부산물이 증착할 수 있는 면적이 증가하고 챔버 배기관(150) 내 가스 흐름을 방해하게 된다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 반도체 제조설비 110 : 공정 챔버
120 : 스크러버 130 : 배기 장비
140 : 진공 펌프 150 : 챔버 배기관
160 : 펌프 배기관 160 : 배기가스 플라즈마 처리 장비
170 : 플라즈마 반응기 175 : 가스 공급 장치
180 : 가스 분사 노즐 190 : 가스 공급기
191 : 가스 공급관

Claims (13)

  1. 두 전극 사이에서 발생하는 플라즈마 방전을 이용하여 배기가스를 분해하는 플라즈마 반응기로 상기 배기가스를 유입시키는 배기관으로 반응성 가스 또는 불활성 가스를 공급하는 장치로서,
    상기 배기관에 설치되어서 상기 배기관의 내부로 상기 반응성 가스 또는 불활성 가스를 가스 분사구를 통해 분사하는 가스 분사 노즐을 포함하며,
    상기 가스 분사 노즐의 재질은 절연체이고, 상기 가스 분사 노즐에서 상기 가스 분사구를 포함하는 부분이 상기 배기관의 내벽면으로부터 돌출되어서 형성되는,
    배기가스 플라즈마 처리 장비용 가스 공급 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 분사 노즐에서 상기 배기관의 내벽면으로부터 돌출되는 부분은 상기 배기관의 내벽면과 직각을 이루면서 상기 배기관의 중심 쪽을 향해 연장되는,
    배기가스 플라즈마 처리 장비용 가스 공급 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 가스 분사구는 상기 가스 분사 노즐의 돌출방향인 길이방향 일단에 끝단에 위치하며,
    상기 가스 분사 노즐에서 상기 배기관의 내벽면으로부터 돌출되는 부분의 길이인 돌출 길이(L)(단위 mm)는,
    플라즈마 방전의 발생을 방지하기 위하여 125/D보다 크고, 상기 가스 분사 노즐에 파우더가 증착하는 것을 방지하면서 상기 가스 분사 노즐에 의한 상기 배기관 내에서의 가스 유동성 저하를 방지하기 위하여 F/2보다 작거나 같으며,
    상기 D는 상기 가스 분사 노즐의 외경(단위 mm)이고, 상기 F는 상기 배기관의 내경인,
    배기가스 플라즈마 처리 장비용 가스 공급 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 가스 분사구는 상기 가스 분사 노즐의 외주면에 위치하며,
    상기 가스 분사 노즐 상에서 상기 가스 분사구가 상기 배기관의 내벽면과 이격된 거리인 분사구 이격 거리(L1)(단위 mm)는 플라즈마 방전의 발생을 방지하기 위하여 125/D보다 크고, 상기 가스 분사 노즐에서 상기 배기관의 내벽면으로부터 돌출되는 부분의 길이인 돌출 길이(L2)(단위 mm)는 상기 가스 분사 노즐에 파우더가 증착하는 것을 방지하면서 상기 가스 분사 노즐에 의한 상기 배기관 내에서의 가스 유동성 저하를 방지하기 위하여 F/2보다 작거나 같으며,
    상기 D는 상기 가스 분사 노즐의 외경(단위 mm)이고, 상기 F는 상기 배기관의 내경인,
    배기가스 플라즈마 처리 장비용 가스 공급 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 가스 분사구는 복수개가 상기 외주면에 원주방향을 따라서 이격되어서 배치되는,
    배기가스 플라즈마 처리 장비용 가스 공급 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 분사 노즐의 재질은 테프론(teflon)인,
    배기가스 플라즈마 처리 장비용 가스 공급 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 분사 노즐에 의해 분사되는 가스는 산소(O2) 가스 또는 아르곤(Ar) 가스인,
    배기가스 플라즈마 처리 장비용 가스 공급 장치.
  8. 배기가스가 유동하는 배기관;
    상기 배기관과 연결되어서 상기 배기관을 통해 유입되는 상기 배기가스를 두 전극 사이에서 발생하는 플라즈마 방전을 이용하여 분해하는 플라즈마 반응기; 및
    상기 배기관으로 반응성 가스 또는 불활성 가스를 공급하는 가스 공급 장치를 포함하며,
    상기 가스 공급 장치는 상기 배기관에 설치되어서 상기 배기관의 내부로 상기 반응성 가스 또는 상기 불활성 가스를 가스 분사구를 통해 분사하는 절연체 재질의 가스 분사 노즐을 구비하며,
    상기 가스 분사 노즐에서 상기 가스 분사구를 포함하는 부분이 상기 배기관의 내벽면으로부터 돌출되어서 형성되는,
    배기가스 플라즈마 처리 장비.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 가스 분사구는 상기 가스 분사 노즐의 돌출방향인 길이방향 일단에 끝단에 위치하며,
    상기 가스 분사 노즐에서 상기 배기관의 내벽면으로부터 돌출되는 부분의 길이인 돌출 길이(L)(단위 mm)는,
    플라즈마 방전의 발생을 방지하기 위하여 125/D보다 크고, 상기 가스 분사 노즐에 파우더가 증착하는 것을 방지하면서 상기 가스 분사 노즐에 의한 상기 배기관 내에서의 가스 유동성 저하를 방지하기 위하여 F/2보다 작거나 같으며,
    상기 D는 상기 가스 분사 노즐의 외경(단위 mm)이고, 상기 F는 상기 배기관의 내경인,
    배기가스 플라즈마 처리 장비.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 가스 분사구는 상기 가스 분사 노즐의 외주면에 위치하며,
    상기 가스 분사 노즐 상에서 상기 가스 분사구가 상기 배기관의 내벽면과 이격된 거리인 분사구 이격 거리(L1)(단위 mm)는 플라즈마 방전의 발생을 방지하기 위하여 125/D보다 크고, 상기 가스 분사 노즐에서 상기 배기관의 내벽면으로부터 돌출되는 부분의 길이인 돌출 길이(L2)(단위 mm)는 상기 가스 분사 노즐에 파우더가 증착하는 것을 방지하면서 상기 가스 분사 노즐에 의한 상기 배기관 내에서의 가스 유동성 저하를 방지하기 위하여 F/2보다 작거나 같으며,
    상기 D는 상기 가스 분사 노즐의 외경(단위 mm)이고, 상기 F는 상기 배기관의 내경인,
    배기가스 플라즈마 처리 장비.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 가스 분사 노즐의 재질은 테프론(teflon)인,
    배기가스 플라즈마 처리 장비.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 가스 분사 노즐에 의해 분사되는 가스는 산소(O2) 가스 또는 아르곤(Ar) 가스인,
    배기가스 플라즈마 처리 장비.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 가스 분사 노즐을 상기 배기관에 설치하기 위한 노즐 설치부를 더 포함하며,
    상기 노즐 설치부는, 상기 배기관으로부터 외부로 돌출되어서 형성되고 상기 가스 분사 노즐이 삽입되는 노즐 삽입구와, 상기 노즐 삽입구의 끝단에 결합되는 커버를 구비하는,
    배기가스 플라즈마 처리 장비.
KR1020200105964A 2020-05-07 2020-08-24 배기가스 플라즈마 처리 장비용 가스 공급 장치 및 이를 구비하는 배기가스 플라즈마 처리 장비 KR102438551B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200054658 2020-05-07
KR20200054658 2020-05-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210136799A KR20210136799A (ko) 2021-11-17
KR102438551B1 true KR102438551B1 (ko) 2022-09-01

Family

ID=78703336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200105964A KR102438551B1 (ko) 2020-05-07 2020-08-24 배기가스 플라즈마 처리 장비용 가스 공급 장치 및 이를 구비하는 배기가스 플라즈마 처리 장비

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102438551B1 (ko)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101052839B1 (ko) * 2009-05-07 2011-07-29 주식회사 뉴프로테크 플라즈마 스크러버용 플라즈마 토치
KR101065013B1 (ko) 2009-10-16 2011-09-15 한국기계연구원 오염 물질 제거용 플라즈마 반응기 및 이의 구동 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210136799A (ko) 2021-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100782369B1 (ko) 반도체 제조장치
KR100725108B1 (ko) 가스 공급 장치 및 이를 갖는 기판 가공 장치
US8652296B2 (en) Side gas injector for plasma reaction chamber
JP2018502458A (ja) 高コンダクタンスのプロセスキット
KR101776235B1 (ko) 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기
KR102191391B1 (ko) 포어라인 플라즈마 저감 시스템용 가스 슬리브
KR100806041B1 (ko) 반도체 소자 제조 장치 및 이를 이용한 반도체 소자 제조방법
KR102438551B1 (ko) 배기가스 플라즈마 처리 장비용 가스 공급 장치 및 이를 구비하는 배기가스 플라즈마 처리 장비
KR101703993B1 (ko) 아크 플라즈마 반응기를 구비한 저압 공정 설비
US20040144492A1 (en) Plasma processing device
KR100737311B1 (ko) 반도체 제조장치
KR101755031B1 (ko) 가스 분사 장치
EP2744587A1 (en) Apparatus for treating a gas stream
KR100941073B1 (ko) 탑 노즐 및 기판 처리 장치
KR100600584B1 (ko) 반도체 제조용 공정챔버
KR0181902B1 (ko) 반도체 제조공정의 화학기상증착장치
KR102296006B1 (ko) 배관 가스 공급 장치 및 이를 포함하는 반도체 제조 장치
KR20040108480A (ko) 플라즈마 프로세스 챔버의 가스 노즐
KR100444753B1 (ko) 반도체 소자 제조에 사용되는 증착 장치
KR102281236B1 (ko) 플라즈마 세정장치 및 이를 구비한 반도체 공정설비
KR200266070Y1 (ko) 튜브의 내부에 공정 가스를 공급해서 공정을 진행하는반도체 제조장치
KR200177068Y1 (ko) 저압 화학증착장비용 종형로
KR20060135447A (ko) 트랜스퍼 챔버에 디퓨저를 구비한 반도체 식각 장치
KR20040090151A (ko) 박막 증착 장치
KR20210128861A (ko) 유체 차단 밸브

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right