KR20010039524A

KR20010039524A - 반도체 제조 공정의 배출 가스 처리 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20010039524A
Application number: KR1020000003615A
Authority: KR
Inventors: 아르노호세아이; 버머렌로버트엠
Original assignee: 바누치 유진 지.; 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드
Priority date: 1999-10-18
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2001-05-15
Also published as: KR100466687B1; SG80662A1; US6423284B1; TW450831B; US20020159924A1; MY124698A

Abstract

본 발명은 반도체 제조 공장에서 과플르오로화 화합물을 사용하는 것에 의해 발생되는 것과 같은 할로겐 함유 배출 가스에서 할로겐을 감소시키는 장치 및 방법에 관한 것이다. 할로겐 함유 배출 가스는 열 산화 반응기에서 수증기와 접촉됨으로써, 할로겐 화학종은 후속의 스크루빙 작업에 의해 배출 가스로부터 용이하게 제거될 수 있는 반응 생성물로 변환된다. 열 산화 반응기의 입구에는 보호 가스를 도입하여 할로겐 함유 배출 가스와 수증기를 분리시킴으로써, 그렇지 않을 경우에 반응기의 입구를 막을 수 있는 입자 및 반응 생성물을 생성하게 되는 조기 반응을 방지한다.

Description

반도체 제조 공정의 배출 가스 처리 장치 및 방법{FLUORINE ABATEMENT USING STEAM INJECTION IN OXIDATION TREATMENT OF SEMICONDUCTOR MANUFACTURING EFFLUENT GASES}

본 발명은 반도체 재료, 소자 및 제품의 제조와 같은 공정으로부터의 가스류를 처리하기 위한 폐기물 감소 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 할로겐을 함유하는 폐 가스를 열 산화 처리하는 동안 수증기와의 반응에 의해 불소 및 불화 화학종과 같은 할로겐을 감소시키는 것에 관한 것이다.

반도체 재료, 소자, 제품 및 메모리의 제조에 따른 부산물로서의 가스 배출물은 공정 설비로부터 광범위한 화학종을 함유할 수 있다. 이들 화학종에는 유기 및 무기 화합물, 감광제 및 기타 반응제의 분해 생성물, 그리고 공정 설비로부터 대기중으로 배출되기 이전에 폐가스류에서 제거하여야 할 광범위한 종류의 기타 가스가 포함된다.

그러한 경우의 배출 가스는 가스중의 바람직하지 않은 여러가지 성분을 감소시키기 위한 소정의 다양한 처리를 받을 수 있다. 그러한 배출 가스 처리는 예컨대, 배출 가스류에서 산성 가스 성분 및/또는 입자를 제거하는 스크루빙 처리(scrubbing)를 포함한다. 가스는 배출물을 고순도 산소, 공기 또는 아산화질소와 같은 산화제에 혼합하고 그 생성 가스 혼합물을 열 산화 반응 챔버를 통해 유동시키는 것에 의해 유기 화합물과 기타 산화성 화합물을 제거하도록 열 산화 처리를 받을 수도 있다.

그러한 배출물 처리 시스템에서, 불소(F₂) 및 불소화 화합물과 같은 할로겐 성분은 감소의 필요성이 있는 여러 성분중에서도 특히 문제가 있다. 전자 산업에 쓰이는 과플루오르화물(PFCs)은 성막(成膜) 단계로부터의 잔류물을 제거하고 박막을 에칭하기 위해 웨이퍼 처리 장치에 사용되는 화합물로서, 지구 온난화에 크게 기여하는 것으로 인식되고 있어서, 업계에서는 이들 가스의 배출을 감소시키기 위해 노력하고 있다.

가장 보편적으로 사용되는 과플루오르화물(PFCs)은 CF₄, C₂F₆, SF₆, C₃F₈, NF₃를 포함한다. 이들 PFCs는 플라즈마에서 유리되어 높은 반응성의 F₂와 불소 라디칼을 생성하며, 이들 요소에 의해 세정과 에칭을 행한다. 이들 공정 작업에 따른 생성물에는 불소, 실리콘 테트라플루오라이드(SiF₄)가 다량 포함되며, 플루오르화수소(HF) 및 카르보닐 플루오라이드(COF₂)가 소량 함유되어 있다. 이들 가스의 독성은 배기 시스템에 대해 높은 부식성을 나타내는 것 외에도, 건강과 환경에 대해 상당한 위험이 된다.

반도체 제조 공정 장치에 있어서 변환 효율(PCFs에서 최종 생성물로의 획득 효율)을 향상시키기 위한 작업 조건의 최적화는 1차적으로 PFC의 배출을 감소시키는데 촛점이 맞춰졌었다. 이 접근 방법의 예가 어플라이드 머티리얼즈(Applied Materials) 저널의 논문, 'HDP-CVD 공정'에 소개되어 있다. PFC 변환에 있어 공정 최적화에 의해 얻어진 개량으로부터 보다 짧은 세정 주기를 달성할 수 있었으며, 그에 따라 높은 웨이퍼 처리량을 얻을 수 있었다.

현재 반도체 제조 산업에서의 300mm 웨이퍼 제조 추세는 반도체 제조 설비에 사용되는 PFCs의 사용량의 증대를 가져올 것이다. PFCs의 사용 증대와 그것의 고 반응성 생성물로의 변환 효율 향상은 유해물 제거 설비와 관련 배기 도관의 부식 속도를 배가시키는 결과를 가져왔다. 특히, 불소에 기인하는 부식은 배기 처리 시스템에 전형적으로 채용되는 습식 스크루버 유닛(scurubber unit)의 상류에 설치된 설비 부품을 보다 빈번하게 교환하는 것을 필요로 하였다.

PCFs를, 부식성이 경감되고, 배기류에서 쉽게 정화될 수 있으며, 그렇지 않으면 건강과 환경에 미치는 위험이 적은 그러한 화합물로 변환시키기 위해 수많은 반응제가 PCFs와의 반응에 사용되었다. 예를 들면, 불소를 HF로 변환시키는 반응제로서 수소(H₂)를 도입할 수 있으며, 이 HF는 그후 습식 스크루버를 이용하여 제거할 수 있다. 그러나, 수소는 그 폭발성에 기인하여 잠재적인 문제를 내포하고 있으며, 일부 반도체 처리 작업에서는 이 위험성 때문에 사용이 금지되고 있었다.

수소와 관련한 폭발 위험의 결과, 다른 반응제를 해리시켜, F₂의 감소를 위한 수소를 제공할 수 있다. 메탄(CH₄)을 사용하여, 이 메탄을 첨가된 공기 또는 산소(O₂)를 이용한 연소를 통해 불소 및 불소화된 화학종을 감소시킬 수 있다. 이 연소 반응에 의해 생성된 수증기와 반응성 수소는 불소 및 불소화된 화학종과 반응하여 이들 요소를 HF와 SiO₂로 변환시키며, 이 변환된 화합물은 이후 배기류에서 쉽게 제거될 수 있다.

메탄은 수소만큼은 폭발성이 없지만, 다른 문제점을 내포하고 있다. 산소의 존재하에서 메탄을 고온 연소시키면 질소 산화물(NO_x)이 생성된다. 산소가 불충분한 경우의 연소 조건하에서 메탄은 불소 치환된 메탄(CH_xF_y, x와 y는 0-4)으로 변환될 수 있다. 이러한 플루오로메탄은 지구 온난화의 주요 원인이기 때문에 관심의 대상이다.

무수(無水) 암모니아(NH₃)와 수성 암모니아(NH₄OH) 모두를 F₂감소용 반응제로 사용할 수 있다. 암모니아는 그것이 사용되는 배출 처리 시스템의 소유 비용을 배가시키며, 따라서 그에 상응하는 경제적 단점을 가진다. 더욱이, 암모니아의 존재는 만일 배출 처리 시스템에서 pH를 정확하게 조절할 수 없다면 이플루오로화 산소의 발생 요인이 될 수 있다.

따라서, 전술한 종래 기술의 여러가지 단점을 극복하고 불소 및 기타 할로겐 화학종을 감소시키는 방법을 마련할 것이 요망된다.

도 1은 반도체 제조 공장으로부터의 할로겐 함유 배출 가스를 수용하는 본 발명의 일실시예에 따른 배출물 감소 시스템을 일부 단면도로 도시한 개략도.

도 2는 본 발명의 일측면에 따른 열 산화 장치의 입구부에서의 가스 흐름을 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 열 산화 유닛의 입구부를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 산화 유닛의 입구부를 도시한 단면도이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

10: 배출물 감소 시스템

12: 열 산화 반응기

14: 입구 조립체

16: 외벽

18: 가열 요소

20: 내벽

22: 중심 유동로

30: 물 분무 노즐

32: 급냉 유닛

44: 스크루버 디미스터 칼럼(scrubber demister column)

74: 반도체 제조 공장

본 발명은 할로겐 함유 배출 가스류 내의 할로겐을 감소시키는 것에 관한 것이다.

일측면으로, 본 발명은 하나 이상의 반도체 제조 공정 기구로부터의 배출 유체류를 처리하기 위한 장치에 관한 것이다.

상기 장치는 일단부에 하나 이상의 입구 유닛을 구비하는 산화 유닛을 포함하며, 상기 산화 유닛은 하나 이상의 반도체 제조 공정 기구로부터 하류에 배치되며, 상기 산화 유닛은 배출 유체류의 온도를 상승시키고 그 배출 유체류의 산화 가능한 화합물의 적어도 일부를 산화시키며 수증기를 이용하여 입구 단부에서 상기 배출 유체류의 할로겐 함유 화합물의 적어도 일부를 보다 처리 효율이 높은 형태로 변환시키도록 배열된다.

그러한 장치는 일 실시예로서 후처리 유닛을 더 포함할 수 있는데, 이 유닛은 배출 유체류로부터 산성 화합물을 제거하도록 배열된 산화 유닛의 하류에 배치되어 있다.

본 발명의 다른 측면은 산화 가능한 할로겐 화합물의 감소를 위한 열 산화 반응기에 관한 것으로, 그러한 열 산화 반응기는 배출 가스가 유동되는 유동로를 내부에 형성하고 있는 하우징과; 배출 가스를 중심 유동로로 도입하도록 하우징에 연결된 입구부를 구비하며, 상기 입구부는 보호용 가스를 배출 가스와 동시에 중심 유동로 안으로 유동시켜 그 배출 가스를 둘러싸도록 배열된 보호용 가스 유동로와, 반응 가스를 상기 보호용 가스와 동시에 중심 유동로 안으로 유동시켜 그 보호용 가스를 둘러싸도록 배열된 반응 가스 유동로를 구비하며, 상기 반응 가스는 배출 가스 중의 할로겐 화학종과의 반응성이 크며, 상기 중심 유동로는 입구부의 하류측으로 충분한 길이로 형성되어 있어서 반응 가스는 배출 가스의 할로겐 화학종과 혼합되어 반응될 수 있다.

하나의 방법적 측면에서, 본 발명은 일단부에 하나 이상의 입구 유닛을 갖춘 산화 유닛을 포함하는 소정의 시스템을 이용하여 하나 이상의 반도체 제조 공정 기구로부터의 배출 유체류를 처리하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은,

수증기를 산화 유닛의 입구 단부에 공급하는 단계;

산화 유닛의 입구 단부에서 수증기를 이용하여 배출 유체류의 할로겐 함유 화합물의 적어도 일부를 보다 처리 효율이 높은 형태로 변환시키는 단계;

산화 유닛에서 배출 유체류의 산화 가능한 화합물의 적어도 일부를 산화시키는 단계

를 포함한다.

전술한 방법은 특정 실시예에서 배출 유체류로부터 산성 화합물을 제거하는 단계를 더 포함하기도 한다.

본 발명의 다른 측면은 할로겐 함유 배출 가스중의 할로겐 화학종에 노출될 때 부식에 민감한 라이너와 경계를 이루는 가스 유동로를 포함하는 열 산화 반응기에서 할로겐 함유 배출 가스를 열적으로 산화시키는 방법에 관한 것으로, 이 방법은 할로겐 함유 배출 가스를 열 산화 반응기 안으로 도입하고, 그 도입된 할로겐 함유 배출 가스와 상기 라이너 사이에 수증기를 유동시킴으로써, 할로겐 함유 배출 가스중의 할로겐 화학종과 수증기의 반응에 의해 라이너를 보호하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 측면, 특징 및 실시예들은 이후의 설명으로부터 분명해질 것이다.

참고를 위해 그 전체가 본원에 기재되는 참고 문헌은 다음과 같다.

Mark Holst 등에 의해 1996년 12월 31일자로 출원되고 미국 특허 제5,955,037호로서 1999년 9월 21일자로 특허 허여된 "반도체 제조 배출 가스의 산화 처리를 위한 장치를 갖는 배출 가스류 처리 시스템"[Effluent Gas Strem Treatment System Having Utility for Oxidation Treatment of Semiconductor Manufacturing Effluent Gases]이란 제하의 미국 특허 출원 제08/775,838호의 명세서; Robert R Moore 등에 의해 1999년 1월 12일자로 출원된 "가스 유해물의 조질 분해를 위한 장치 및 방법"[Apparatus and Method for Controlled Decomposition of Gaseous Pollutants]이란 제하의 미국 특허 출원 제09/228,706호의 명세서.

본 발명은 불소 함유 가스와 같은 할로겐 함유 가스를 열 산화 처리를 통해 감소시킴에 있어 수증기를 반응제로서 도입하는 방법을 이용한다. 할로겐 함유 가스의 산화 처리에 수증기를 사용하는 것은 사용될 수 있는 다른 반응제에 비해 그 소유 비용이 낮다는 점 이외에도, 할로겐과의 반응을 위한 수소 공급원을 제공한다는 점에서 유익하다. 배출물 감소 시스템의 열 처리 섹션의 시작부에 수증기를 도입하는 것은 (수증기를 하류측에 부가하는 것에 비해) 반응 시간을 최대로 할 수 있게 하며, 배출 가스의 할로겐 화합물과의 초기 반응에 의해 배출물 감소 시스템의 부식 취약 섹션을 보호하는 역할을 한다.

본 발명의 실시에 채용되는 열 산화 유닛은 상류측 예비 처리 유닛과 연동하여 활용될 수 있다(예비 처리 유닛은 하나 이상의 반도체 공정 기구의 하류측에 배치됨). 예비 처리 유닛은 열 산화 유닛에서 배출 가스를 처리하기에 앞서, 배출 가스로부터 수용성 화합물과 입자를 제거하도록 배열될 수 있으며, 이 경우, 배출류의 할로겐 함유 화합물은 예컨대, 열 산화 유닛에서 방출된 배출 가스를 급냉시키는 것을 선택 사항으로 하여, 후 산화 처리 스크루빙(post-oxidation treatment scrubbing)에 의해 보다 높은 처리 효율의 형태로 변환된다.

열 산화 유닛에서, 도입된 수증기는 할로겐 이원자물(예, F₂,I₂,Cl₂,Br₂)을 보다 처리가 용이한 미네랄 산 형태로 변환되도록 한다. 수증기는 그러한 변환을 실현시키는 수소 공급원을 제공하며 산화 유닛의 표면을 이슬점 이상의 온도로 유지하도록 가열하고 물의 증발 잠열을 극복하는 데 활용될 수 있다. 산화 유닛 내 또는 상류측의 배출물에 행해질 수 있으며, 그렇지 않으면, 그 상류측 공급원(반도체 기구)으로부터 유도되는 산화제 매체가 배출물에 이미 함유될 수 있다.

도면을 참조하면, 도 1은 반도체 제조 공장(74)으로부터의 할로겐 함유 배출 가스를 수용하는 본 발명에 따른 배출물 감소 시스템(10)을 부분적으로는 단면 형태로 도시한 개략도이다.

반도체 제조 공장(74)은 소정의 적정한 종류의 반도체 제조 공정 기구를 구비할 수 있다. 예를 들면, 반도체 제조 공정 기구는 세정 공정중에 사용된 불소 함유 가스로부터 불소를 분해시키기 위해 원거리 플라즈마 공급원을 이용하는 고밀도의 플라즈마 화학 증착 기구를 구비할 수 있다.

배출물 감소 시스템(10)은 열반응 섹션(A), 1차 냉각/스크루빙 섹션(B), 하부의 2차 냉각/스크루빙 섹션(C), 상부의 2차 냉각/스크루빙 섹션(D)으로 이루어진 주요 공정 섹션(A-D)을 포함한다.

열 반응 섹션(A)에서, 배출물 감소 시스템(10)은 열산화 반응기(12)를 포함하며, 그 반응기에는 공정 가스와 보조 유체를 반응기로 전달하기 위한 입구 조립체(14)가 연결된다.

열 산화 반응기(12)는 환형 가열 요소(18)를 둘러싸는 내벽(20)과 외벽(16)을 포함한다. 내벽(20)은 반응기의 중심 유동로(22)를 둘러싼다. 환형 가열 요소는 처리될 배출물을 고온에서 처리하기 위해 예를 들면 전기적으로 가열되어 내벽(20)에 고온 면을 제공할 수 있다. 내벽(20) 또는 "라이너"는 Inconel 금속 합금과 같은 소정의 적정 재료로 형성될 수 있다.

열 산화 반응기(12)는 예시적으로는 전기적으로 가열되는 유닛으로 도시되어 있지만, 선택적으로 다른 적정 종류의 것일 수 있다. 다른 종류의 예를 들면, 화염계 열 산화제(예, 산화제로서 산소를, 연료로서 수소 또는 메탄을 이용), 촉매성 산화제, 배출성 산화제(transpirative oxidizer) 등이 있다. 열 산화제는 전기 저항 가열, 적외선 방사, 마이크로파 방사, 대류성 열전달 또는 고체 전도에 의한 것과 같은 임의의 적정 방법으로 가열될 수 있다.

열 산화 반응기(12)에는 도시된 바와 같이 제어용 열전쌍(24)에 설치될 수 있다. 상기 열전쌍은 가열 요소(18)의 온도를 모니터링하는데 사용된다. 열전쌍은 열 에너지 제어기(도시 생략)와 적절한 신호 전달 관계로 배열될 수 있다. 그러한 열 에너지 제어기는 다시 전기적 열 에너지를 환형의 가열 요소(18)에 응답하는 방식으로 변조하도록 배열될 수 있으며, 따라서 내벽(20)의 고온 벽면에 원하는 온도가 얻어진다. 그러한 방법에서, 벽면은 열 산화 유닛 사이로 흐르는(도 1의 화살표(F) 방향으로) 배출물을 열 산화 처리하는데 적절한 수준의 소망의 온도로 유지될 수 있다.

도시된 실시예의 열 산화 반응기(12)는 CDA(Clean Dry Air) 공급 라인(26)으로부터 깨끗한 건조 건조 공기(Clean Dry Air)를 수용하도록 적합화되어 있다. 상기 CDA 공급 라인(26)은 깨끗한 건조 공기의 적정 공급원[예, CDA 공급원(72)]과 공급 관계로 연결될 수 있다. 그렇게 도입된 공기는 열 산화 유닛의 내벽(20)과 외벽(16) 사이의 환형 공간 안으로 유동되며, 환형의 가열 요소(18)와의 접촉으로 적정 온도로 가열된다. 얻어지는 가열 공기는 내벽(20)의 오리피스 또는 기공을 통해 반응기의 중심 유동로(22) 안으로 유동될 수 있다. 그러한 방법에서, 산화제를 첨가하여 배출 가스와 혼합함으로써 반응기에서의 열 산화를 위한 산화 가능한 배축 가스 혼합물을 형성할 수 있다. 선택적으로, 산화제를 입구부에서 첨가하고 다른 쪽으로는 유체류를 도입하여 열 산화 반응기에서의 산화 반응을 유지할 수 있다.

열 산화 유닛(12)은 그 하단부에서 급냉 유닛(32)의 급냉 입구 섹션(28)에 연결된다. 급냉 입구 섹션에서, 물 분무 노즐(30)의 배열이 제공되며, 도시된 바와 같이 결합된 물 공급 도관에 의해 물이 공급된다. 물 분무 노즐은 배출 가스류가 열 산화 유닛에서 급냉 유닛 안으로 배출될 때 그 고온의 배출 가스류를 1차적으로 급냉시키는 역할을 한다.

급냉 유닛은 그것의 급냉 입구 섹션(28)이 그것의 횡단 섹션(34)에 연결되도록 배열된다.

상기 횡단 섹션(34)은 다시 급냉 유닛의 배출 섹션(36)에 연결된다. 배출 섹션(36)은 그 하단부에서 배출/증기 경사 장벽(38)에 연결된다. 배출 섹션(36)에는 전도성 액체의 레벨 감지 센서/챔버 퍼지 조립체가 결합되며, 그 조립체는 깨끗한 건조 공기를 조립체로 공급하는 CDA 분기 라인(42)에 연결된다.

급냉 유닛(32)의 배출 섹션(36)은 그 상단부에서 스크루버 디미스터 칼럼(44)의 하단부에 연결된다. 스크루버 디미스터 칼럼은 그것의 하부의 2차 냉각/스크루빙 섹션에서 2차 냉각 패킹(packing)(46)으로 충전되며, 상기 칼럼의 섹션의 상부 영역에는 물 분무 노즐(48)이 설치되어, 상기 패킹(46)에 대해 아래 방향으로 역류되는 물에 의해 상승류의 배출 가스를 정화시킨다. 물 분무 노즐(48)은 물 공급 라인(50)에 의해 물이 공급된다.

스크루버 디미스터 칼럼의 하부 섹션의 상부 영역에는 증기 릴리프 포트(52)가 설치되며, 그 포트에 칼럼 내의 과압을 배출시키는 증기 릴리프 라인(54)이 연결된다. 스크루버 디미스터 칼럼의 하부 섹션의 상부 영역 상에 배출 온도 센서(56)가 설치되어, 칼럼에 대한 온도 모니터링 능력을 제공한다.

스크루버 디미스터 칼럼의 상부 섹션은 마찬가지로 2차 스크루빙 패킹(58)으로 충전되며, 물 공급 라인(50)에 연결된 물 분무 노즐(60)을 구비한다. 물 공급 라인(50)은 내부에 공기 작동식 밸브(101)를 구비한다. 그 밸브는 정상적으로는 폐쇄 상태에 있으며, 특정 배출 가스류의 처리를 위해 추가의 정화 능력을 제공하는데 필요한 경우 작동될 수 있다.

스크루버 디미스터 칼럼의 상부 섹션은 배출 가스류의 온도를 모니터링하기 위해 배출 온도 센서(62)에 연결된다. 자기 헬륨 압력 디스플레이(64)도 역시 스크루버 디미스터 칼럼의 상주 섹션에 연결된다. 깨끗한 건조 공기 라인(70)은 깨끗한 건조 공기 공급원(72)에 연결된다. CDA 라인(70)은 예컨대, 칼럼의 상부 단부로부터 화살표(R) 방향으로 방출될 배출류를 희석시키기 위해 상기 칼럼에 CDA를 공급한다. CDA 라인(70)은 내부에 제한된 흐름의 오리피스(68)를 구비하며, CDA의 흐름을 칼럼의 상부에 선택적으로 제한하기 위해 오리피스 상류에 유동 조절 밸브를 구비한다.

공정 가스와 보조 가스를 열 산화 반응기(12)로 전달하기 위한 입구 조립체(14)는 공정 가스 입구 도관(88,90)이 라인(84,86) 내의 공정 배기 가스를 가스 유동 분배기/매니폴드(82)로부터 수용되며, 가스 유동 분배기/매니폴드는 다시 반도체 제조 공장(74)으로부터의 가스류(76,78,80)을 수용하도록, 도시된 바와 같이 배열된다.

반도체 제조 공장(74)은 반도체 재료, 소자 및 제품의 제조를 위한 어떤 적절한 작업도 행할 수 있도록 적절히 배열된다. 반도체 제조 공장(745)의 특정 작업의 예를 들면 다음과 같은 공정 단계를 하나 이상 포함한다.

(a) 이온 주입;

(b) 에피택셜 성장;

(c) 플라즈마 에칭;

(d) 반응성 이온 에칭;

(e) 금속 피복;

(f) 물리적 증착;

(g) 화학적 증착;

(h) 사진 평판화(photolithography);

(i) 세정;

(j) 도핑.

특별한 제조 작업은 예컨대, VLSI, ULSI의 제조에 사진 평판화 단계, CMOS, NMOS, BiCMOS 및 기타 구조체의 제조, 그리고 DRAMs, SRAMs, FeRAMs 등과 같은 소자의 제조에, 분산된 규소 공급원 가스로부터 규소와 같은 박막 재료의 에피택셜 증착, 이온 주입 및 도핑을 포함한다.

반도체 제조 공장(74)은 다음과 같은 전자 소자 구조체의 제조에 채용될 수 있다.

(a) 트랜지스터;

(b) 캐패시터;

(c) 저항;

(d) 메모리 셀;

(e) 유전체 재료;

(f) 매립되고 도핑된 모재 영역;

(g) 금속 피막층;

(h) 채널 정지층;

(i) 공급층;

(j) 게이트층;

(k) 드레인 층;

(l) 산화물층;

(m) 필드 에미터 요소;

(n) 부동태층;

(o) 상호 연결부;

(p) 폴리시드(polycide);

(q) 전극;

(r) 트렌치 구조체;

(s) 이온 주입된 재료층;

(t) 비아 플러그;

(u) 전술한 (a)-(t) 전자 소자 구조체의 전구체 구조물;

(v) 전술한 (a)-(t) 전자 소자 구조체중 하나 이상의 것으로 이루어진 소자 조립체.

제품과 관련하여, 반도체 제조 공장(74)은 전자 소자 구조체를 생산하도록 구성 및 배열될 수 있다. 제품은 예를 들면 다음과 같은 메모리 칩 소자를 구비할 수 있다.

(i) ROM 칩;

(ii) RAM 칩;

(iii) SRAM 칩;

(iv) DRAM 칩;

(v) PROM 칩;

(vi) EPROM 칩;

(vii) EEPROM 칩;

(viii) 플래시 메모리 칩.

도 1의 배출물 감소 시스템에서, 공정 가스 입구 도관(88,90)은 유입하는 공정 배출 가스를 열 산화 반응기(12) 안으로 유동시킨다. 이 공정 가스 입구 도관은 그 도관(88,90) 사이로 흐르는 주요 배출류에 보조 공정 유체를 첨가하기 위해 보조 유체 첨가 라인(92,94)과 함께 구성된다.

입구 조립체(14)는 또한 보호 가스 공급 라인(96)과 수소원 공급 라인(98)을 포함한다. 수소원 공급 라인(98)은 수소 가스 공급원(100)에 연결된다. 보호 가스는 열 산화 반응기, 또는 배출물 감소 시스템의 통로와 입구 또는 결합 배관을 위한 퍼지 가스일 수 있다. 예시적인 보호 가스 또는 퍼지 가스 화학종은 질소, 헬륨, 아르곤 등을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 수소 공급원 가스로서 증기(스팀)가 열 산화 반응기(12)에 도입된다. 증기는 열 산화 공정에 적합한 상승된 온도에서 활용되어지며, 열 산화 공정은 열 산화 반응기에서 행해져서 배출 가스에서 할로겐 성분을 감소시킨다. 수소 가스 공급원(100)은 반도체 제조 설비의 물 공급 라인, 공공 또는 산업용 물 공급원 등과 같은 적절한 공급원으로부터 물이 공급되는 증기화 유닛을 구비할 수 있다. 수소 가스 공급원(100)은 선택적으로 반도체 제조 설비의 증기 라인 또는 기타 수증기 공급원을 구비할 수 있다. 또다른 대안으로서, 수소 가스 공급원(100)은 반응제 물질과 반응하여 수증기를 형성하는 화학 반응 용기를 포함할 수 있다. 예를 들면, 메탄, 프로판, 천연 가스 등과 같은 탄화수소 반응제가 화학 반응 용기 내로 도입되어, 별도로 도입된 공기, 산소, 부(富)산소 공기, 오존 등과 같은 산소 함유 가스의 산화제와 혼합되고 반응되어 반응 생성물로서 수증기를 생성할 수 있다.

본 발명에 따라 채용된 수증기는 배출 가스의 할로겐 성분과의 반응을 위한, 열 산화 반응기에서의 수소 공급원을 제공한다. 본 발명은 이제 관심의 대상이 되는 할로겐 성분으로서 주로 불소 및 불소화된 화학종에 대해 설명하겠지만, 본 발명은 그에 한정되는 것이 아니며, 브롬, 요오드, 염소 등의 다른 할로겐 및 대응하는 다른 할로겐 함유 화합물, 착물 및 라디칼의 감소의 용도에도 그 영역이 미침을 인식할 것이다.

본 발명은 할로겐 화학종과의 반응을 통해 예를 들면 불소 화학종을 습식 스크루빙에 의해 제거할 수 있는 변형 가능한 형태로 변환시키는 수소 가스 공급원으로서 수증기를 제공한다. 예를 들면, 불소 가스는 증기와의 반응에 의해 쉽게 변환되어 불화수소가 얻어지며, 이 불화수소는 스크루빙 단계에서 배출 가스로부터 쉽게 제거된다. 스크루빙 단계에서는 배출물 중 여러 가지 산성 가스 성분도 제거하여 할로겐 감소되고/산성 가스 감소된 배출물을 생성한다.

반응기 입구에서 증기가 주입되는 도 1에 도시된 종류의 배출물 감소 시스템 내로 흐르는 배출 가스중의 불소는 반응기의 상부 섹션에서 감소될 것이다.

배출물을 열 산화 처리한 후 물로 정화시키는 단계로 이루어져 있지만, 본 발명의 시스템에서와 같은 증기 추가(또는 다른 할로겐 공급원 주입/추가) 능력을 갖지 않고 있는 종래 시스템의 경우, 불소는 냉각 및 스크루빙 섹션의 1차 및 2차 단계에서 감소될 것이지만, HF로 변환되기 이전에 반응성 불소는 열 산화 반응기의 열 섹션에 있는 부품들을 부식시킬 수 있다. 몇몇 경우, 이로부터 열 섹션의 라이너와 1차 냉각 섹션이 두달 내에 파괴되는 결과를 가져왔다. 라이너에 있어서의 가장 일반적인 파괴 방식은 라이너 중심의 부식이다. 1차 냉각 섹션의 경우, 물에 의한 급냉시 접촉되지 않은 고온 영역에 대한 침투에 기인하여 파괴가 발생하는 것이 전형적이다.

본 발명은 이들 결점을 극복한다. 예컨대 도 1의 시스템의 라인(98)을 통해 입구에 수소 공급원으로서의 증기를 도입하면, 반응성 불소 및 불소화된 화학종은 열 섹션에 대해 영향을 미치기 이전에 처리될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시에서, 수증기는 공정 가스류와 열 산화 반응기의 라이너 사이로 주입되어 라이너를 외부 공격으로부터 보호한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일측면에 따른 열 산화 장치(도 1 참조)의 입구부에서의 가스 흐름을 개략적으로 보여주고 있다.

도 2는 열 산화 반응기의 중심 유동로의 경계로서 열 산화 반응기의 라이너(20)를 도시한다. 화살표(G)로 지시된 불소 함유 배출 가스류는 입구에서 열 산화 반응기의 중심 유동로 내측을 통과하여 유동된다.

입구를 거쳐 열 산화 반응기의 중심 유동로 안으로 유동하는 배출 가스류의 흐름과 동시에 화살표(H)로 지시된 보호 가스가 도입되어 열 산화 반응기의 중심 유동로를 통한 하강류로 배출 가스류를 둘러싼다. 보호 가스는 예를 들면, 질소 또는 기타 불활성 가스일 수 있다.

동시에, 입구에는 화살표(I)로 지시된 수증기가 도입되어 열 산화 반응기에서 하방 유동된다.

그러한 배열에 따라, 보호 가스는 수증기에서 배출 가스류를 분리하여 반응이 조기에 발생하는 것을 방지하는데, 그렇지 않은 경우, 상기와 같은 조기 발생의 반응은 고체를 생성하여 입구의 가스 공급관을 막히게 할 수 있다. 수증기는 공기 또는 질소 혼합물과 함께 도입될 수 있다.

반응기의 열 섹션에서, 증기에서 도입된 수소는 배출 가스중의 불소 또는 기타 할로겐 성분과 반응한다. 고온 반응 생성물은 1차 섹션(B)에서 급냉될 것이고, 2차 섹션(C,D)(도 1 참조)으로 이동되어 그 위치에서 정화될 것이다.

도 2와 관련하여 전술한 수증기 도입 구성을 변형하면, 화살표(I)는 수증기를 표현하는 대신에, 대체적인 물질로서 메탄과 같은 수소 공급원 물질을 나타낼 수 있다. 동시에, 화살표(J)로 표시된 산소, 공기 또는 기타 산소 함유 가스가 열 산화 반응기로 도입되어 메탄이나 기타 수소 공급원 물질과 반응함으로써 불소 또는 불소화된 화학종과의 반응을 위한 수증기를 반응 생성물로서 생성할 수 있다. 화살표(H)로 표시된 질소 또는기타 불활성 가스는 이 변형례에서도 수증기(및 메탄 연소 생성물)와 배출 가스를 분리시키는 동일한 기능을 수행할 것이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 도 1에 도시된 종류의 열 산화 유닛의 입구를 도시한 단면도이다. 설명의 편의를 위해, 도 3에서는 도 1에서 대응하는 요소로 사용된 요소를 동일 도면 부호로 나타내었다.

도 3에 도시된 바와 같이, 입구 구조체(14)는 배출 가스를 반도체 제조 기구와 같은 공정 설비로부터 열 산화 반응기(12)로 도입하기 위한 공정 가스 입구 도관(90)을 포함한다.

공정 가스 입구 도관(90)은 공정 가스의 압력을 감지하기 위한 소정의 압력 모니터링 기구와 결합되는 입구부 압력 모니터링 포트(112)를 구비한다. 공정 가스 입구 도관(90)은 반응기(12)에서의 열 산화 반응을 보조하기 위해 산소, 공기, 질소 및/또는 기타 소정의 가스 화학종의 첨가를 위한 유체 첨가 라인(92,94)을 구비한다. 예를 들면, 유체 첨가 라인은 처리될 배출 가스의 특정 성분에 대한 공통의 반응 화학종을 첨가하기 위해 채용될 수 있다.

공정 가스 입구 도관(90)은 관상의 외벽(124) 내에서, 원통형 유동로(120)를 둘러싸는 하부의 관상 벽(122)에서 종결한다. 관상의 외벽(124)은 관상 벽(122)과 간격을 두고 있는 관계로 되어 있어서, 그 사이에 환형 공간(126)을 형성한다.

그 환형 공간(126)은 보호 가스 공급 라인(96)과 연통되며, 질소와 같은 보호 가스가 그 공급 라인으로 도입되어, 관형의 외벽(124)에 의해 형성된 중심 유동로에서 그 방출된 배출 가스 둘레로 하강 유동된다. 관형의 외벽(124)은 따라서 배출 유동로를 형성하며, 그 하단부가 개방 단부로 되어 있다.

수증기는 수소 공급원 가스 공급 라인(98)으로 도입되어 하방으로 유동함으로써 화살표(K)로 지시된 바와 같이 입구 구조체의 하단부를 여기시킨다. 후속하여, 입구(12) 아래와 열 산화 반응기로 유동되는 수증기는 배출 가스와 혼합되고 배출 가스중의 불소 및 불소화된 화학종은 상기 주입된 수증기에서 유도된 수소와 반응하게 된다. 따라서, 불화 수소와 기타 반응 생성물이 생성되며, 배출물 처리 시스템의 후속 스크루빙 작업을 통해 쉽게 제거될 수 있다.

수증기 대신에, 메탄이나 기타 수소원 가스가 라인(98)에서 입구로 도입될 수 있다. 예를 들면, 만일 메탄이 라인(98)에 도입되면, 산소, 공기 또는 기타 산소 함유 가스가 동일한 라인이나 또는 예컨대, 라인(92) 또는 라인(94)과 같은 입구의 다른 라인에 동시에 도입될 수 있다. 배출 가스중의 할로겐과의 반응을 위한 수소를 제공하기 위해 수소 공급원 가스 공급 라인(98)에 증기 발생기를 추가로 연결할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 산화 유닛의 입구(140)를 도시한 단면도이다. 입구는 각기 내부 통로(146)(148)를 형성하는 제1 관형 공급 도관(142)과 제2 관형 공급 도관(144)으로 구성된 입구 본체(141)를 구비한다. 화살표(L)로 지시된 배출 가스는 제1 관형 공급 도관(142)과 제2 관형 공급 도관(144)으로 도입되어, 결국 입구를 통해 열 산화 반응기 안으로 유동된다.

입구 본체(141)는 화살표(M)로 지시된 질소가 유동되는 질소 공급 통로(150,152)를 구비한다. 이 질소 공급 통로는 중심의 질소 공급 통로(154)와 연통한다. 도시된 바와 같이, 입구 본체의 바닥에서, 질소 가스[화살표(M)]는 배출 가스류[화살표(L)]용 보호 가스로서 하방으로 유동한다.

동시에, 수소 공급원 가스가 환형의 수소 공급원 가스 저장소(160)로의 진입을 위한 수소 공급원 가스 통로(156,158)를 통해 입구 본체로 도입된다. 수소 공급원 가스는 상기 저장소로부터 수소 공급원 가스 출구 슬롯(162,164)을 통해 배출 가스류[화살표(L)] 둘레로 하방으로 유동[화살표(N)]됨으로써, 배출 가스류는 보호 가스류[화살표(M)]에 의해 차폐되고, 그에 따라 배출 가스와 수소 공급원 가스 간의 조기 반응을 방지한다.

후속하여, 가스류(L,M,N)가 하방 유동될 때 각 기류는 혼합되며 수소 공급원 가스는 배출 가스류중에서 불소 및 불소화된 화학종과 반응하여 그것의 불소 성분을 감소시킨다.

본 발명의 광범위한 실시에서, 수소 공급원 가스와 배출 가스류의 상대적인 유량은 열 산화 반응기에서 라이너의 부식 발생을 최소화하고 처리될 배출 가스의 할로겐 성분과의 반응이 소망에 따라 이루어져서 그 할로겐 성분을 제거하도록 적절히 선택될 수 있다.

마찬가지로, 배출 가스가 수소 공급원 가스와 조기에 반응되지 않도록 하는데 보호 가스가 적절히 사용된다.

주어진 처리 용례에서 모든 가스류의 상대 유량은 적절치 않은 실험에 의하지 않고, 각 기류의 유량을 연속으로 독립적으로 변화시키고, 그에 대응하는 값으로서, 처리된 배출 가스에서 관심의 대상인 할로겐 성분의 파괴 제거 효율(Destruction Removal Efficiency; DRE)을 결정하는 간단한 방법을 통해 용이하게 결정할 수 있다.

본 발명의 배출물 감소 공정에 대한 적절한 온도 및 압력 수준은 배출 가스 중에서 감소시키고자 하는 할로겐 성분의 수준을 획득하는 것으로 간단히 결정될 수 있다.

수소 공급원 작용제로서 수증기 또는 CH₄를 사용하는 경우의 바람직한 온도는 650-950℃이며, 낮은 온도일수록 라이너에 대한 불소의 침식 공격 및 부식 속도가 감소된다.

그러므로, 본 발명은 반도체 재료, 소자 및 제품의 제조와 같은 산업적 공정에서 발생하는 배출 가스로부터 기타의 할로겐 화학종은 물론 불소 및 불소화된 화학종을 감소시키기 위한 간단하고 효율적인 방법을 제공함을 이해할 것이다.

본 발명의 특징 및 장점들은 후속하는 비한정적인 실시예로부터 보다 분명해질 것이다.

실시예 1

반도체 제조 공장에서 유래된 배출물에서 불소(F₂)의 감소의 평가는 감소 작용제로서 NH₄OH를 사용하고 델라테크 CDO^TM열 산화 유닛(캘리포니아 산호세 소재의 에코시스 코포레이션)을 사용하여 수행하였다.

상응하는 배출물로부터 불소의 감소를 평가하는 것은 열 산화 반응기의 NH₄OH 주입 라인을 통해 흘러나온 물을 이용하여 행하였다.

NH₄OH 주입 라인을 통해 물을 분출시켰을 때 불소에 대한 파괴 제거 효율(DRE)은 NH₄OH 반응제에 대한 DRE 수치와 반응제를 사용하지 않았을 때의 DRE 수치 간의 사이값이었다.

불소 감소 작용제가 없을 때의 성능에 대해 물을 분출하였을 때의 향상된 DRE는 불소의 일부가 CDO^TM열 산화 반응기의 가열된 섹션에서 물에 의해 감소됨을 나타내는 것이었다. 표 1은 열 산화 반응기의 입구 섹션안으로 물을 주입하였을 때 불소의 감소를 나타낸 것이다.

NH₃aq.g/min	H₂Og/min	NH₃inslpm	F₂inslpm	총 유동slpm	물pH	F₂inppm	F₂outppm	F₂DRE%
4.0	2.9	1.6	2.0	182	3.4	11.013	1	99.99
0.0	4.0	0.0	2.0	180	3.3	11.111	3	99.97
0.0	4.0	0.0	2.0	172	3.2	11.628	10	99.91
0.0	0.0	0.0	2.0	172	3.2	11.628	40	99.66

실시예 2

불소 방응 작용제로서 NH₄OH에 의한 장시간의 시험으로 통해 열 산화 반응기의 입구 섹션의 바닥에 대한 부식 상의 문제점을 밝혀냈다. 이 부식은 NH₄OH가 입구 섹션에서 증기화되는 것에 의한 냉각으로 추적되었다. 액체에서 기체로의 상 변화에 기인한 상기 냉각을 방지하기 위해, 입구 섹션 앞에 히터를 설치하여 다가오는 NH₄OH를 주입되기 이전에 증기화시켰다. 이 히터는 가열 요소를 내장하는 관형 하우징으로 이루어진 것이다. NH₄OH는 측량되고, 공기와 혼합되고, 하우징의 측면으로 주입되어 그 위치에서 허터에 의해 증기화되었다. 공기와 혼합된 NH₄OH 증기는 하우징을 여기시키고 입구 조립체로 유동되었다. 이 변형은 부식의 문제점을 해결하였다. NH₄OH는 본 발명의 광범위한 실시에서 부가적인 불소 감소 작용제로 채용될 수 있다.

실시예 3

도 3에 도시된 종류의 입구를 갖춘 도 1에 도시된 종류의 불소 감소 배출물 처리 시스템을 사용하여, 반도체 제조 설비로부터의 배출 가스류를 처리하였다.불소 감소 작용제로서 수증기를 사용한다. 공정 가스는 중심관 아래로 유동하며, 질소 가스는 두개의 동심 관에 의해 형성된 환형부 밖으로 관 둘레 내측으로 유동한다. 환형부 밖으로 흐르는 이 질소 가스는 공정 가스와 수증기를 분리하여, 고체의 발생으로 입구 관을 막을 수 있는 조기 반응을 방지한다. 실시예 2의 NH₄OH 시험에 사용된 것과 같은 히터를 사용하여 물을 증기화한다. 증기와 공기 또는 질소 가스와의 혼합물을 수소 공급원 가스 공급관 안으로 도입하여, 배출 가스를 운반하는 관 둘레로 유동되도록 하고 CDO^TM열 산화 반응기의 열 섹션에서 공정 가스와 혼합되도록 한다. 고온의 반응 생성물을 1차 섹션에서 급냉시키고 2차 섹션으로 이동시켜 그 위치에서 정화시킨다.

실시예 4

공기 또는 산소에서 CH₄를 연소시켜 다른 시험을 행함으로써 불소 및 불소화된 화학종과 반응하는 수증기를 생성한다. 이 경우, 도 3에 도시된 것과 같은 구성의 입구 구조를 사용한다. 공정 가스는 실시예 3의 수증기 주입에서와 같은 중심 관을 통해 유동한다. CH₄를 주입한다. 질소의 흐름은 수증기와 CH₄연소 생성물로부터 공정 가스를 분리시킨다. 산소 또는 깨끗한 건조 공기(CDA)를 첨가하여 CH₄의 연소를 유지한다.

열 산화 유닛에서, 도입된 수증기는 할로겐 이원자물(예, F₂,I₂,Cl₂,Br₂)을 보다 처리가 용이한 미네랄 산 형태로 변환되도록 한다. 수증기는 그러한 변환을 실현시키는 수소 공급원을 제공하며 산화 유닛의 표면을 이슬점 이상의 온도로 유지하도록 가열하고 물의 증발 잠열을 극복하도록 하는데 활용될 수 있다.

본 발명은 예시적인 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 범위 내에서 다른 변화, 변형 및 기타 실시예를 고려할 수 있으며, 따라서 본 발명은 청구된 본 발명의 취지 및 범위 내에 있는 그러한 변화, 변형 및 기타 실시예와 관련하여 광범위하게 구성될 수 있음을 이해할 것이다.

Claims

하나 이상의 반도체 제조 공정 기구로부터의 배출 유체류를 처리하는 장치로서,

상기 장치는 일단부에 하나 이상의 입구 유닛을 구비하는 산화 유닛을 포함하며, 상기 산화 유닛은 하나 이상의 반도체 제조 공정 기구로부터 하류에 배치되며, 상기 산화 유닛은 배출 유체류의 온도를 상승시키고 그 배출 유체류의 산화 가능한 화합물의 적어도 일부를 산화시키며 수증기를 이용하여 입구 단부에서 상기 배출 유체류의 할로겐 함유 화합물의 적어도 일부를 보다 처리 효율이 높은 형태로 변환시키도록 배열되는 것을 특징으로 하는 반조체 제조 공정의 배출 유체류 처리 장치.
제1항에 있어서, 배출 유체류로부터 산성 화합물을 제거하도록 산화 유닛의 하류에 배치된 후처리 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 배출 유체류 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 반도체 제조 공정 기구의 하류와 상기 산화 유닛의 상류에 배치된 예비 처리 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 배출 유체류 처리 장치.
제3항에 있어서, 상기 예비 처리 유닛은 수용성 화합물 및 입자를 제거하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 배출 유체류 처리 장치.
제1항에 있어서, 할로겐 이원자물을 보다 처리가 용이한 미네랄 산성 형태로 변환시키는데 수증기를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 배출 유체류 처리 장치.
제1항에 있어서, 산화 유닛의 입구 단부에 수증기를 제공하도록 배열되는 증기화 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 배출 유체류 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 산화 유닛은 배출 유체류의 할로겐 함유 성분의 적어도 일부가 하나 이상의 입구 유닛에서 변환되지 않게 퍼지 가스를 사용하도록 또한 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 배출 유체류 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 입구 유닛은 배출 유체류를 산화 유닛 안으로 도입하고, 상기 하나 이상의 입구 유닛에 인접하게 산화 유닛 안으로 퍼지 가스를 도입하며, 산화 유닛의 입구 단부에서 산화 유닛 안으로 반응제를 도입하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 배출 유체류 처리 장치.
제8항에 있어서, 상기 반응제는 수증기인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 배출 유체류 처리 장치.
제8항에 있어서, 상기 반응제는 탄화수소 가스이며, 상기 산화 유닛은 그 입구 단부에서 탄화수소 가스와 산소 함유 가스가 서로 혼합되도록 또한 배열되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 배출 유체류 처리 장치.
제1항에 있어서, 배출 유체류는 650-950℃의 범위의 온도 내에서 가열되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 배출 유체류 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 반도체 제조 공정 기구는 원거리 플라즈마 공급원을 이용하여 세정 공정중에 사용된 할로겐 함유 가스로부터 할로겐 이원자물 가스를 해리시키는 고밀도 플라즈마 화학 증착 기구로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 배출 유체류 처리 장치.
배출 가스중의 산화 가능한 할로겐 성분을 감소시키기 위한 열 산화 반응기로서,

상기 열 산화 반응기는 배출 가스가 유동되는 유동로를 내부에 형성하고 있는 하우징과; 배출 가스를 중심 유동로로 도입하도록 하우징에 연결된 입구를 구비하며, 상기 입구는 보호 가스를 배출 가스와 동시에 중심 유동로 안으로 유동시켜 그 배출 가스를 둘러싸도록 배열된 보호 가스 유동로와, 반응 가스를 상기 보호 가스와 동시에 중심 유동로 안으로 유동시켜 그 보호 가스를 둘러싸도록 배열된 반응 가스 유동로를 구비하며, 상기 반응 가스는 배출 가스 중의 할로겐 화학종과의 반응성이 크며, 상기 중심 유동로는 반응 가스가 배출 가스의 할로겐 화학종과 혼합되어 반응될 수 있도록 입구의 하류측으로 충분한 길이로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열 산화 반응기.
제13항에 있어서, 상기 하우징은 상기 할로겐 화학종과 반응하는 반응 가스가 없을 때 상기 할로겐 화학종과의 접촉시 부식에 민감한 라이너를 구비하는 것을 특징으로 하는 열 산화 반응기.
제13항에 있어서, 상기 입구는 반도체 제조 공장으로부터의 배출 가스를 수용하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 열 산화 반응기.
제13항에 있어서, 상기 반도체 제조 공장은 반응제로서 하나 이상의 과플르오로화물을 활용하며, 불소 및/또는 불소화된 화학종을 함유하는 배출 가스를 생성하는 것을 특징으로 하는 열 산화 반응기.
제13항에 있어서, 상기 하우징은 중심 유동로를 통해 유동하는 배출 가스의 온도를 약 650-950℃의 온도 범위로 유지하도록 배열된 가열 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 산화 반응기.
제13항에 있어서, 배출 가스 유동 공급 관계로 스크루빙 유닛(scrubbing unit)에 연결된 것을 특징으로 하는 열 산화 반응기.
제18항에 있어서, 상기 스크루빙 유닛은 물에 의한 스크루빙 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 열 산화 반응기.
제19항에 있어서, 상기 물에 의한 스크루빙 유닛은 하나 이상의 물 분무 노즐을 장착한 패킹 베드 칼럼(packed bed column)을 구비하는 것을 특징으로 하는 열 산화 반응기.
제13항에 있어서, 중심 유동로는 긴 원통형 통로로 이루어진 것을 특징으로 하는 열 산화 반응기.
제13항에 있어서, 배출 가스 공급 관계로 급냉 유닛에 연결되며, 급냉 유닛은 배출 가스 공급 관계로 스크루빙 유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는 열 산화 반응기.
제22항에 있어서, 상기 스크루빙 유닛은 물에 의한 스크루빙 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 열 산화 반응기.
일단부에 하나 이상의 입구 유닛을 갖춘 산화 유닛을 포함하는 처리 시스템을 이용하여 하나 이상의 반도체 제조 공정 기구로부터의 배출 유체류를 처리하는 방법으로서,

수증기를 산화 유닛의 입구 단부에 공급하는 단계;

산화 유닛의 입구 단부에서 수증기를 이용하여 배출 유체류의 할로겐 함유 성분의 적어도 일부를 보다 처리 효율이 높은 형태로 변환시키는 단계;

산화 유닛에서 배출 유체류의 산화 가능한 성분의 적어도 일부를 산화시키는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 배출 유체류 처리 방법.
제24항에 있어서, 산화와 변환을 행하기 이전에 수용성 화합물과 입자를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배출 유체류 처리 방법.
제24항에 있어서, 배출 유체류로부터 산성 화합물을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배출 유체류 처리 방법.
제24항에 있어서, 산화 유닛의 입구 단부에 수증기를 공급하는 상기 단계는,

물을 증기화하는 단계와;

산화 유닛의 입구 단부에 수증기를 분사하는 단계

로 이루어진 것을 특징으로 하는 배출 유체류 처리 방법.
제24항에 있어서, 수증기는 상기 변환을 실현시키는 수소 공급원을 제공하고 산화 유닛의 표면을 이슬점 이상의 온도로 유지하도록 가열하고 물의 증발 잠열을 극복하는 데 활용되는 것을 특징으로 하는 배출 유체류 처리 방법.
제24항에 있어서, 산화 유닛의 입구 단부에 수증기를 공급하는 상기 단계는,

탄화수소 가스와 깨끗한 건조 공기(또는 산소)를 산화 유닛의 입구 단부에 주입하는 단계와;

탄화수소 가스와 깨끗한 건조 공기를 산화 유닛의 입구 단부에서 혼합하는 단계

로 이루어진 것을 특징으로 하는 배출 유체류 처리 방법.
제24항에 있어서, 퍼지 가스를 산화 유닛 안으로 하나 이상의 입구 유닛에서 주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배출 유체류 처리 방법.
제30항에 있어서, 상기 퍼지 가스는 질소, 깨끗한 건조 공기 및 기타 불활성 가스로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 배출 유체류 처리 방법.
제24항에 있어서, 산화 처리 단계는,

배출 유체류와 산화제 매체를 혼합하는 단계와;

배출 유체류를 가열하는 단계

로 이루어진 것을 특징으로 하는 배출 유체류 처리 방법.
제32항에 있어서, 상기 산화제 매체는 배출 유체류에 이미 존재하는 것을 특징으로 하는 배출 유체류 처리 방법.
제32항에 있어서, 배출 유체류와 산화제 매체를 혼합하는 단계는 깨끗한 건조 공기를 산화 유닛의 입구 단부 하류에 주입하는 단계로 된 것을 특징으로 하는 배출 유체류 처리 방법.
제32항에 있어서, 상기 배출 유체류는 약 650-950℃의 온도 범위 내에서 가열되는 것을 특징으로 하는 배출 유체류 처리 방법.
제24항에 있어서, 반도체 제조 공정 기구는 원거리 플라즈마 공급원을 이용하여 세정 공정중에 사용된 할로겐 함유 가스로부터 할로겐 이원자물 가스를 해리시키는 고밀도 플라즈마 화학 증착 기구로 이루어진 것을 특징으로 하는 배출 유체류 처리 방법.
할로겐 함유 배출 가스중의 할로겐 화학종에 노출될 때 부식에 민감한 라이너와 경계를 이루는 가스 유동로를 포함하는 열 산화 반응기에서 할로겐 함유 배출 가스를 열적으로 산화시키는 방법으로서,

할로겐 함유 배출 가스를 열 산화 반응기 안으로 도입하는 단계와, 그 도입된 할로겐 함유 배출 가스와 상기 라이너 사이에 수증기를 유동시켜, 할로겐 함유 배출 가스중의 할로겐 화학종과 수증기의 반응에 의해 라이너를 보호하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배출 가스 열 산화 방법.
제37항에 있어서, 열 산화 반응기의 가스 유동로에 도입된 할로겐 함유 배출 가스와 수증기 사이에 보호 가스를 유동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배출 가스 열 산화 방법.
제38항에 있어서, 상기 보호 가스는 질소로 된 것을 특징으로 하는 배출 가스 열 산화 방법.
제37항에 있어서, 상기 수증기는 탄화수소와 산화제의 연소에 의해 열 산화 반응기에서 형성되는 것을 특징으로 하는 배출 가스 열 산화 방법.
제37항에 있어서, 상기 할로겐 함유 배출 가스는 불소 및/또는 불소화된 화학종을 내부에 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 배출 가스 열 산화 방법.
제37항에 있어서, 상기 할로겐 함유 배출 가스는 반도체 제조 공장에서 발생되는 것을 특징으로 하는 배출 가스 열 산화 방법.
제42항에 있어서, 반도체 제조 공장에서는 할로겐 함유 배출 가스에서 할로겐을 나타내는 과플르오로화 화합물을 1종 이상 사용하는 것을 특징으로 하는 배출 가스 열 산화 방법.
제37항에 있어서, 할로겐 함유 배출 가스는 이원자 할로겐 화학종을 내부에 포함하는 것을 특징으로 하는 배출 가스 열 산화 방법.
제44항에 있어서, 이원자 할로겐 화학종은 Cl₂, F₂, I₂, Br₂로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 배출 가스 열 산화 방법.