KR200264686Y1 - 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치 - Google Patents

Abstract

반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치에 대해 개시한다. 본 고안의 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치는, 유입된 폐기가스를 대기압 상온에서 플라즈마 상태로 이온화시키기 위해 서로 다른 상의 전원공급에 의해 인접하는 영역에서 방전이 이루어질 수 있도록 다수 봉전극이 방사상으로 배치하거나, 서로 다른 상의 전원공급에 의해 인접하는 영역에서 방전이 이루어질 수 있도록 서로 다른 직경을 갖는 다수 드럼전극을 각 드럼전극간 소정 간격을 갖고 최대 직경의 드럼전극을 내장시킨 분해조를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 고안에 따르면, 대기압 상온 상태에서 폐기가스를 처리함에 따라 폐기가스의 대량처리가 가능할 뿐만 아니라 부수적인 진공장비 등이 필요치 않아 반도체 제조장비의 가격을 저감시킬 수 있다. 또한, 대기압 상온 상태에서 폐기가스 처리가 이루어지므로 배출가스의 변화 및 다른 원소와의 결합을 방지할 수 있다. 그리고, 흡착조를 해당 반도체 제조공정에 맞게 용이하게 교환할 수 있으므로 반도체 제조공정에 적응성을 향상시킬 수 있다.

Description

반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치{Apparatus for abating a abolishing gas occuring semiconductor manufacturing process}

본 고안은 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치에 관한 것으로, 특히 대기압 상온 상태에서 인접하는 다수 전극의 방전에 의해 폐기가스를 이온화시키는 분해조와 이온화된 특정 가스를 흡착시키는 흡착조로 구성하여 과플루오르화물을 포함하는 폐기가스를 제거하는 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치에 관한 것이다.

반도체 재료, 소자, 제품 및 메모리의 제조에 따른 부산물로서의 가스 배출물은 공정 설비로부터 광범위한 화학종을 발생시키고 있는데, 이들 화학종에는 유기 및 무기 화합물, 감광제 및 기타 반응제의 분해 생성물, 그리고 공정 설비로부터 대기중으로 배출되기 이전에 폐기가스류에서 제거하여야 할 광범위한 종류의 기타 가스들이 포함되어 있다. 이와 같이 제거대상이 되는 폐기가스성분을 정화시키기 위해 다양한 처리기법이 적용되는데, 일례로 반도체 디바이스 제조 공정 동안 배출되는 유해성 가스를 처리하는 방법은 대표적으로 다음의 세 가지가 있다. 첫째, 주로 수소기 등을 함유한 발화성 가스를 연소실에서 약 500℃ 내지 800℃의 고온에서 분해, 반응 또는 연소시키는 버닝(burning)방식이 있다. 둘째, 주로 수용성 가스를 수조에 저장된 물을 통과시키는 동안 물에 용해하여 처리하는 웨팅(wetting)방식이다. 셋째, 발화되지 않거나 물에 녹지 않는 유해성 가스가 흡착제를 통과하는 동안, 흡착제에 물리적 또는 화학적인 흡착에 의하여 정화하는 흡착 방식이 있다.

여기서, 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 가스혼합물을 열 산화 반응 챔버를 통해 유동시키는 것에 의해 유기 화합물과 기타 산화성 화합물을 제거하도록 열 산화 처리를 받을 수도 있다.

특히, 이러한 폐기가스 처리시스템에서, 불소(F₂) 및 불소화 화합물과 같은 할로겐 성분은 다른 어느 성분보다도 제거해야만 하는 대상이다. 이 물질은 대기중에 오래동안 잔류할 뿐만 아니라 온난화의 주범으로 인식되고 있기 때문이다. 전자 산업에 쓰이는 과플루오르화물(PFCs)은 성막(成膜) 단계로부터의 잔류물을 제거하고 박막을 에칭하기 위해 웨이퍼 처리 장치에 사용되는 화합물로서, 지구 온난화를 발생시키는 주된 성분으로 인식되고 있어서, 업계에서는 이들 가스의 배출을 감소시키기 위해 노력하고 있다.

또한, 대기압 방전에 의한 플라즈마 대량생산기술은 실 조건에서 많은 물질을 화학적 내지는 생물학적으로 처리할 수 있는 기술이기에 비단 환경오염 방지 및 정화분야 뿐만 아니라 재료 및 에너지 분야 등 미래산업에서도 중추적인 역할을 하는 기술로 주목받고 있다. 저온 플라즈마 발생기술은, 플라즈마에 의한 활성입자를 이용하는 건식식각(Dry etching), 반도체 분야에서 박막(thin film)형성의 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition ; CVD), PFC가스를 이용한 반도체용 박막 증착쳄버의 세정(Cleaning), 활성화된 이온 혹은 전자들에 의한 고체의 표면개질 및 ion등을 전계로 가속시켜 대상 물질에 입사시키면서 대상 기판의 증착 혹은 코팅을 하는 Sputtering 등에 적용되고 있다. 이러한 방법들은 현재 공정에서 사용하는 것들이지만, 모두가 진공에서 이루어진다. 그러므로 진공의 제약을 벗어날 수 있다면 진공챔버 내에만 한정되었던 작업공간의 확장과 더불어 고가의 진공장비 구입과 유지에 해당하는 경제적인 면에서도 경쟁력이 생기게 될 것이다.

대기압 방전에서 시스템의 기압 증가는 전자 자유운동 거리(mean free path)의 현저한 감소를 수반하며 이에 따라 전기방전 조건의 극단화를 요구한다. 따라서 기존기술에 의한 대기압 전기방전은 아주 강한 전장을 요구하기 때문에 발생전원의 비대화와 같은 비 현실적인 문제를 야기하게 된다. 따라서 대기압에서 쉽고 저렴하게 그리고 대량으로 플라즈마를 생산하기 위한 기술이 필요하다. 현재 대기압 플라즈마 발생기술은 세계적으로 연구되고 있는 기술로서 플라즈마의 발생방법과 발생된 플라즈마의 특성에 대하여 주로 연구되어지고 있다.

대기압 방전은 현재 직류 Arc-Torch와 같이 상용화되어 있다. 이러한 DC방전은(Arc) 방전기체가 수천도 이상 되는 고온의 특성을 나타내며 이러한 성질을 이용하여 금속의 절단 및 용접, 폐가스의 분해 등에 현재 이용을 하고 있다. 대기압에서 라디오파(Radio Frequency)의 공명현상을 이용하여 방전을 하게 되면 글로우(Glow)방전 혹은 코로나(Corona)방전 등을 일으키면서 동시에 방전기체의 온도를 다른 방법의 대기압방전보다 현저히 낮출 수 있다. 만약 대기중의 공기를 상온에서 방전시킬 수 있다면 공기정화 및 오존발생장치 등으로 활용할 수도 있고,활성이 높은 플라즈마 입자를 여러 화학반응의 도구로도 사용될 수 있다.

대기압 저온 플라즈마는 실시간으로 세정 및 산화막증착 등의 표면처리에 이용할 수도 있다. 방전가스로 비활성가스에 미량의 활성가스를 첨가하였을 때, 오존 및 라디칼등 활성이 높은 입자를 쉽게 대량으로 만들 수 있다. 플라즈마의 상온 특성은 피처리물의 열변형을 일으키지 아니하므로, 비단 금속뿐 아니라 플라스틱 및 유리등의 재질에 대해서도 처리를 할 수 있다. 예를 들어 플라스틱에 세라믹을 증착 할 수도 있는 것이다. 더불어 대기압 방전이므로 진공 방전에 비해 저렴하고, 공간제약을 받지 아니 하므로, 적용가능분야가 훨씬 넓어진다. 또한 대기압 저온 플라즈마는 반도체 공정중 기판소독과 PCB 세정에도 큰 공헌을 할 수 있다. 플라즈마의 활성을 이용하면 반도체 기판과 PCB의 유기금속 부산물을 실시간(in-line)으로 처리할 수 있으며, 플라즈마의 저온특성으로 피처리물의 열변형을 일으키지 않으면서 제품의 품질을 높이는 친환경적인 공정을 도입할 수 있다. 대기압 저온 플라즈마의 기술은 향후 반도체 및 PCB 산업발전뿐 아니라 플라스틱 및 유리제품의 표면처리기술, 의료 기기 및 식료품 등의 살균, 소독기술 등에 적용할 수 있을 것으로 전망된다.

그런데, 종래에는 진공상태에서 폐기가스를 처리함에 따라 처리량에 제한이 있었을 뿐만 아니라 진공상태에서 이루어지므로 고가의 장비 및 부수적인 진공장비 등이 필요하여 폐기가스 처리시스템의 장비자체가 고가라는 문제점이 있었다. 또한, 진공상태에서 폐기가스를 처리하여 대기중으로 배기시에는 대기상태에서 배출가스의 변화 및 다른 원소와의 화합물이 발생하여 이차적인 부산물을 발생시키는문제점을 발생시키는 문제점이 있었다. 그리고, 흡착방식 등의 단독의 방법을 이용하여 폐기가스를 정화시킬 경우에는 필터를 자주 교환해야 할 뿐만 아니라 시간이 지남에 따라 필터링 효과가 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안의 목적은 대기압 상온에서 인접하는 다수의 드럼전극 또는 봉전극을 설치하여 플라즈마를 발생시킴으로써 폐기가스를 이온화시키는 분해조와 이온화된 특정 가스를 흡착시키는 필터를 다수 배치한 흡착조로 구성하여 과플루오르화물을 포함하는 폐기가스를 효과적으로 제거할 수 있는 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치를 제공하는데 있다.

또한, 상기 분해조와 흡착조를 하나의 정화챔버로 구성하고 이들에 봉전극과 드럼전극을 선택적으로 배치하고, 봉형태의 필터를 제조하여 정화챔버에 내재시킬 수 있는 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안의 제1 실시예에 의한 폐기가스 정화장치의 분해사시도,

도 2는 본 고안의 제1 실시예에 의한 폐기가스 정화장치의 단면도,

도 3은 본 고안의 제1 실시예에 의한 폐기가스 정화장치의 전극 구조를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 4는 본 고안의 제1 실시예에 변형된 폐기가스유입관이 결합된 상태를 나타낸 단면도,

도 5는 본 고안의 변형된 폐기가스유입관의 결합형태를 개략적으로 나타낸 평면도,

도 6은 본 고안의 제2 실시예에 의한 폐기가스 정화장치의 단면도,

도 7은 본 고안의 제3 실시예에 의한 폐기가스 정화장치의 단면도,

도 8은 본 고안의 제3 실시예에 의한 폐기가스 정화장치의 전극 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 분해조

200 : 흡착조

상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치는, 폐기가스가 유입되는 폐기가스유입관과 연결되며, 유입된 폐기가스를 대기압 상온에서 플라즈마 상태로 이온화시키기 위해 서로 다른 상의 전원공급에 의해 인접하는 영역에서 방전이 이루어질 수 있도록 다수 봉전극이 인접하게 방사상으로 배치되어 이루어진 분해조; 및 상기 분해조로부터 플로우된 이온화된 폐기가스에대해 특정 가스의 흡착을 수행하는 흡착부재를 적어도 하나 이상 마련한 흡착조를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 폐기가스유입관에는 분해조로 공급되는 가스의 반응을 촉진시키기 위해 반응촉진가스를 공급하는 상기 폐기가스유입관과 연통된 반응촉진가스 공급관이 연결된다. 또한, 상기 방사상으로 형성된 최외곽 봉전극과 방전이 이루어질 수 있도록 상기 분해조 내벽에 드럼전극을 형성시킨 것이 바람직하다.

한편, 본 고안의 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치는, 폐기가스가 유입되는 폐기가스유입관과 연결되며, 유입된 폐기가스를 대기압 상온에서 플라즈마 상태로 이온화시키기 위해 서로 다른 상의 전원공급에 의해 인접하는 영역에서 방전이 이루어질 수 있도록 서로 다른 직경을 갖는 다수 드럼전극을 각 드럼전극간 소정 간격을 갖고 최대 직경의 드럼전극에 내장시켜서 이루어진 분해조; 및 상기 분해조로부터 플로우된 이온화된 폐기가스에 대해 특정 가스의 흡착을 수행하는 흡착부재을 적어도 하나 이상 마련한 흡착조를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 폐기가스유입관에 연결되며, 상기 드럼전극 사이로 폐기가스를 플로우시키기 위해 드럼전극 사이에 폐기가스유도로를 형성시킨 폐기가스유도관을 드럼전극 상부에 형성시켜서 이루어진다. 이 경우에 상기 드럼전극에 의한 격벽 형성에 따라 흡착조로 이온화된 폐기가스를 플로우시키기 위해 상기 드럼전극 사이마다 관통홀을 형성시킨다.

상기 흡착조는, 특정 이온의 흡착을 수행하는 해당 흡착부재의 교체가 용이하도록 상기 흡착부재를 고정지지하는 흡착조케이스를 분할제조하고 이를 결합시켜서 이루어진이 바람직하다.

한편, 본 고안의 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치는, 폐기가스가 유입되는 폐기가스유입관에 연결되는 정화챔버; 상기 정화챔버내에 마련되며, 유입된 폐기가스를 대기압 상온에서 플라즈마 상태로 이온화시키기 위해 서로 다른 상의 전원공급에 의해 인접하는 영역에서 방전이 이루어질 수 있도록 서로 인접하게 방사상으로 배치된 봉전극; 및 상기 정화챔버내에 마련되며, 이온화된 폐기가스에 대해 특정 가스의 흡착을 수행하기 위해 적어도 하나 이상 마련된 흡착부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 흡착부재는 관통홀이 형성된 판형부재이거나, 봉형상을 하고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 고안의 제1 실시예에 의한 폐기가스 정화장치의 분해사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 고안의 폐기가스 정화장치는 크게 분해조(100)와 흡착조(200)로 구성되어 있다. 상기 분해조(100)에는 폐기가스가 유입되는 폐기가스유입관(102)이 인입되며, 흡착조(200)에는 정화된 가스가 배출되는 가스배기관(202)이 연결되어 있다. 상기 분해조(100) 또는 흡착조(200)의 외관을 형성하는 분해조케이스(104) 또는 흡착조케이스(204)는 결합부재(300)에 서로 결합되게 되는데, 이 결합부재(300)는 환고리형태로 내벽에 나사산을 형성시키고 있으며 내벽 중앙에는 분해조(100)와 흡착조(200)를 구분시키는 단턱을 형성시키고 있다.

한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 상기 폐기가스유입관(102)에는 분해조(100)로 공급되는 가스의 반응을 촉진시키기 위해 반응촉진가스(Ar)를 공급하는 반응촉진가스 공급관(미도시)이 서로 연결되어 연통되어 있으며, 상기 가스배기관(202)에는 정화된 가스에서 정화시키고자 하는 특정 가스의 정화정도를 측정하기 위해 농도측정장비(미도시)를 측정유도관(미도시)으로 연결시키고 있다.

여기서, 본 고안의 폐기가스 정화장치를 하나만 형성시키고 있으나, 폐기가스를 정화시키는 라인에 이를 다수 배치하여 정화정도를 높일 수 있을 것이다. 또한, 본 제1 실시예에서는 상기 분해조(100)와 흡착조(200)를 제작의 용이성 때문에 분리하여 결합부재(300)에 서로 결합시켜 하나의 폐기가스 정화장치를 형성시키고 있으나, 이를 일체형으로 제작할 수도 있다. 그리고, 본 제1 실시예에서는 다수의 특정 가스를 흡착시키기 위해 6층으로 적층된 결과물인 흡착조(200)를 형성시키고 있으나, 반도체 공정의 특성 및 필요에 따라 그 개수는 변동될 수 있다.

도 2는 본 고안의 제1 실시예에 의한 폐기가스 정화장치의 단면도이고, 도 3은 본 고안의 제1 실시예에 의한 폐기가스 정화장치의 전극 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

먼저, 본 고안의 구성 설명에 있어서 설명의 편의를 위해 폐기가스의 흐르는 방향을 기준으로 하여 상하부 및 측면을 정의하여 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 분해조(100)는 분해조케이스(104)와 상부절연벽(106) 및 상부캡(108)과 하부격리벽(110)으로 외부와 격리된 내부에 다수의 봉전극(112)을 형성시키고 있는데, 이 봉전극(112)은 방사상으로 분해조케이스(104) 내부에 배열되어 있다. 이 때, 상기 봉전극(112)에 의한 방전을 일으키기위해 인접하는 봉전극(112) 사이에 서로 다른 상의 전압을 가해야 하는데, 이를 위해 본 제1 실시예에서와 같이 서로 다른 전압을 인가하는 환형고리전극을 이용하여 특정 영역의 봉전극(112)에 서로 다른 환형고리전극을 접속시키고 있다. 본 실시예에서는 봉전극(112)과 접속되는 제1, 제2, 제3 환형고리전극(114, 116, 118)을 형성시키고 있다. 여기서, 인접하는 봉전극(112)끼지 서로 다른 상의 전압을 인가하는 방법은 많이 제시될 수 있으나, 구체적인 방법은 생략하기로 한다.

이 때, 각 환형고리전극(114, 116, 118)과 외부전압공급원 사이에 연결되는 접속라인이 쇼트되는 것을 방지하기 위해 접속라인을 각각 분리시키기 위해 층상으로 환형고리전극(114, 116, 118)을 형성시키고 있다. 이를 위해 상기 상부캡(108)에 체결부재로 결합되며 제1 환형고리전극(114)을 고정 내재시키는 제1 전극캡(120)과, 상기 제1 전극캡(120)에 체결부재로 결합되며 제2 환형고리전극(116)을 고정 내재시키는 제2 전극캡(122)과, 상기 제2 전극캡(122)에 체결부재로 결합되며 제3 환형고리전극(118)을 고정 내재시키는 제3 전극캡(124)을 순차적으로 적층 형성시키고 있다. 이와 같이 적층됨에 따라 제1 전극캡(120)에는 상기 제2 환형고리전극(116)과 이에 접속되는 봉전극(112)을 서로 접속시키기 위해 봉전극(112)이 관통하는 관통홀이 방사상으로 형성되게 된다. 물론, 상기 관통홀의 내벽은 제1 전극캡(120)과의 절연을 위해 절연재질이 코팅되어 있다.

본 제1 실시예에서는 3개의 환형고리전극(114, 116, 118)으로 형성하여 단상 또는 3상 전원을 선택적으로 인가하고 있으나, 제n개의 환형고리전극을 형성시킬 수 있으며, 이에 따라 전극캡도 제n개의 전극캡이 적층되게 된다. 또한, 환형고리전극의 개수가 증가됨에 따라 봉전극의 개수도 증가하게 되며 이에 따라 봉전극의 직경은 줄어들게 된다.

한편, 이 봉전극(112)은 유리(126) 등의 절연재질로 코팅되어 있으며, 하부격리벽(110)에는 봉전극(112)을 나사결합시킬 수 있도록 나사공(128)을 형성시키고 있으며, 상기 하부격리벽(110) 반대면에는 나사결합에 의해 결합된 봉전극(112)의 돌출부를 절연시키기 위해 절연재질의 너트(130)를 이용하여 고정시키고 있다. 이는 다양한 반도체 제조공정의 적용에 용이하도록 분해조(100) 길이의 변화에 따라 봉전극(112)의 길이를 가변시킬 수 있도록 하부격리벽(110)에 나사결합시키고 있다.

또한, 상기 봉전극(112)에 의해 분해된 플라즈마 상태의 이온을 다음 흡착조(200)로 플로우시키기 위한 관통홀(132)을 상기 하부격리벽(110)의 외곽에 방사상으로 형성시키고 있다.

그리고, 상기 제1 환형고리전극(114)에 접속되는 봉전극(112)은 최외곽에 위치하게 되는데, 이때 제1 환형고리전극(114)에 접속되는 봉전극(112)은 인접하는 제2 환형고리전극(116)에 접속되는 봉전극(112)과 방전만이 이루어져 최외곽으로 플로우되는 폐기가스가 플라즈마 상태로 분해되지 않을 수 있으므로 상기 분해조(100) 내벽으로 드럼전극(134)을 더 형성시킬 수 있다. 물론, 최외곽에서 플라즈마 상태로 변화되지 않은 폐기가스가 플로우되는 것을 방지하기 위해 상기 폐기가스유입관(102)이 상기 제3 전극캡(118), 제2 전극캡(116), 제1 전극캡(114), 상부캡(108), 및 상부절연벽(106)을 관통하여 분해조(100) 내부의 중심으로 연장되어 방사상으로 폐기가스를 플로우시키며, 또한 방사상으로 골고루 폐기가스를 공급하기 위해 분해조(100) 내부로 연장된 폐기가스유입관(102)에는 방사상으로 가스공(136)을 형성시키고 있다. 이를 통해 상기한 최외곽에서 플라마즈 상태로 되지 않은 가스의 흐름을 방지할 수 있다.

다음으로 흡착조(200)는 다수의 흡착조케이스(204)를 적층결합시켜 구성하는데, 중공된 상부 외주면에 나사산을 형성시키고, 하부 내주면에 나사산을 형성시키고 있다. 또한, 흡착조케이스(204)의 연속적인 결합을 위해 상부는 외향으로 단차를 형성시키고 하부는 내향으로 단차를 형성시키고 있는데 이는 선택적으로 형성시킬 수 있다. 한편, 상기 흡착조케이스(204)에 의해 흡착판(206)이 고정되는데, 상기 하부 단차진 영역과 아래쪽에서 결합되는 흡착조케이스(204)의 상부면 사이에 고정시키게 된다. 본 제1 실시예에서는 6개의 흡착조케이스(204)를 형성시켜 6개의 흡착판(206)을 내재시킨 흡착조(200)를 제시하였으나 반도체 공정의 적용성을 증대시키기 위해 그 개수를 제한하진 않는다. 이는 다양한 반도체 공정에서 발생된 폐기가스의 종류에 따라 필터로서의 기능을 수행하는 흡착판(206)의 교환 및 적정한 해당 흡착판(206)을 선택적으로 용이하게 교환할 수 있도록 하기 위한 것이다. 여기서, 상기 흡착판(206)에 형성된 직경은 플로우율을 고려하여 형성시키는 것이 바람직하다.

한편, 최하부에 형성된 흡착조케이스(204)는 가스배기관(202)과 연통되기 위해 테이퍼지는 형상을 하게 된다.

도 4는 본 고안의 제1 실시예에 변형된 폐기가스유입관이 결합된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 고안의 변형된 폐기가스유입관의 결합형태를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 먼저, 본 도면의 설명에 있어서 변형부분의 부각을 위해 필요부분을 제외하고는 도 2와 동일하게 중복되는 부분은 참조번호를 생략하기로 한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기한 제1 실시예에서는 분해조(100) 중앙으로 폐기가스유입관이 연장되어 중앙에서 외곽으로 폐기가스를 플로우시켰으나, 여기서 변형되게 제시하는 폐기가스유입관(150)은 봉전극(112) 상부에서 폐기가스의 방사가 이루어지며, 균일한 방사가 이루어지기 위해 방사상으로 형성된 폐기가스유도로(152)를 형성시키고 있다. 상기 폐기가스유도로(152)의 분기수는 제한하지 않는다. 이 경우에는 위에서 아래로 폐기가스가 플로우됨으로 인해 최외곽에 형성된 봉전극(112)과 분해조(100) 내벽으로 형성된 드럼전극(134)이 필수적으로 형성되어야 한다. 한편, 하부격리벽(110)에 형성된 통공은 제1 실시예에서와 같이 최외곽에 방사상으로 형성시킬 수도 있고, 하부격리벽(110) 전체에 균일하게 관통홀을 형성시킬 수도 있다. 이 때, 바람직하게는 상기 관통홀(132)은 봉전극(112)이 인접하는 사이 영역에 형성시키는 것이 좋다.

도 6은 본 고안의 제2 실시예에 의한 폐기가스 정화장치의 단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 제2 실시예에서 제시하는 폐기가스 정화장치는 상기한 제1 실시예에서 제시한 폐기가스 정화장치와 비교하여 다수의 봉전극(112), 최외곽에 형성되는 드럼전극(134), 및 흡착봉(206')을 하나의 정화챔버(400)에 형성시키고 있다는 것이다. 상기 봉전극(112)은 제1 실시예에서와 같이 정화챔버(400)의 상부에 결합된다. 한편, 상기 흡착봉(206')은 정화챔버(400)의 아래쪽에 결합시키게 되는데, 이에 따라 도 4 및 도 5에서 제시하는 변형된 방사상으로 형성된 폐기가스유도로(152)를 형성시킨 폐기가스유입관(150)을 봉전극(112) 상부에 위치시키게 된다.

여기서, 상기한 제1 실시예 및 제2 실시예에서 제시하는 흡착판(206) 및 흡착봉(206')은 삼불화암모늄으로 표면을 처리한 알루미늄판 또는 알루미늄봉으로 구현할 수 있다.

도 7은 본 고안의 제3 실시예에 의한 폐기가스 정화장치의 단면도이고, 도 8은 본 고안의 제3 실시예에 의한 폐기가스 정화장치의 전극 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 먼저, 본 도면의 설명에 있어서 변형부분의 부각을 위해 필요부분을 제외하고는 도 2와 동일하게 중복되는 부분은 참조번호를 생략하기로 한다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 제3 실시예에서는 상기한 제1 실시예와 비교하여 봉전극(112) 대신에 드럼전극(160)을 분해조(100) 내부에 형성시키고 있다는 것이 다르다고 할 수 있다. 만약, 상부로 접속라인을 연장시킬 경우에는 별도로 적층되는 상기 제3 전극캡, 제2 전극캡, 제1 전극캡이 필요치 않을 수도 있을 것이다. 이는 제1 실시예에서도 마찬가지이다. 그리고, 드럼전극(160)으로 형성됨으로 인해 폐기가스의 플로우는 상부에서 하부로만 시키게 된다. 이를 위해 드럼전극(160) 상부에 도 5에서 제시한 변형된 폐기가스유입관 및 유도로(150, 152)를 사용하거나 본 제3 실시예에서와 같이 상부절연벽(106)에 폐기가스유입관(170)을 연통시키고 상부절연벽(106') 내부에는 각 드럼전극(160) 사이로 폐기가스를 유도시키는 유도로(172)를 형성시킨 상부절연벽(106')을 이용할 수도 있다.

본 제3 실시예에서는 3개의 드럼전극(160)을 형성하여 3상전원을 인가하고 있으나, 제n개의 드럼전극을 형성시킬 수 있으며, 이에 따라 전극캡도 제n개의 전극캡이 적층되게 된다.

한편, 이 드럼전극(160)은 유리(126) 등의 절연재질로 코팅되어 있으며, 하부격리벽(110')에는 드럼전극(160)을 삽입시키고 있다.

또한, 폐기가스의 플로우가 상부에서 하부로 이루어지고 드럼전극(160)이 각각 격벽형태를 취함으로 인해 드럼전극(160) 사이로 흐르는 폐기가스를 흡착조(200)로 유도시키기 위해 하부격리벽(110')에는 드럼전극(160) 사이마다 관통홀(132')을 형성시키고 있다.

그리고, 최외곽에는 분해조(100) 내벽에 드럼전극(134)을 형성시킴으로써 폐기가스의 플라즈마 상태로의 전환을 최대화한다.

한편, 실시예로서 제시하지 않았지만 본 고안에서는 봉전극(112)과 드럼전극(160)을 혼합하여 분해조(100)를 구성시킬 수 있다. 즉, 봉전극(112)으로 이루어진 제1 그룹군과 드럼전극(160)으로 이루어진 제2 그룹군을 중심 또는 외곽영역에 선택적으로 배치하여 플라즈마 발생을 최대화시킬 수 있다. 또는, 봉전극(112)과 드럼전극(160)을 조합시켜 이를 반복하여 연속배치함으로써 이를 실현할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 제1 실시예 내지 제3 실시예에 의한 폐기가스 정화장치의 동작효과를 간단하게 설명한다.

먼저, 폐기가스의 종류에 따라 처리시의 분해조(100) 내부의 기압을 대기압인 760mmHg로 설정하는데, 이는 처리할 폐기가스량에 따라 분해조(100) 내부의 기압은 변화되게 된다. 한편, 폐기가스가 반도체 공정을 수행한 후, 폐기가스유입관으로 유입되면 봉전극(112) 또는 드럼전극(160) 사이에 방전이 이루어지게 되는데, 이때 각 전극에 220V(7~15킬로) 입력전압 및 60Hz(200~1,2킬로) 입력주파수를 공급받아 가변전압 가변주파수 발생기(VVVF ; Variable Voltage Variable Frequency)로부터 7㎸ ∼ 15㎸ 범위의 전압 및 200㎐ ∼ 2㎑ 범위의 주파수를 분해조(100)내의 봉전극(112)으로 인가하게 된다. 또한, 폐기가스 종류에 따라 1㎾ ∼ 5㎾ 소비전력으로 진행하여 폐기가스를 플라즈마 상태로 이온화시킨다. 예를 들어,

CF₄＋ e^－----→CF₂＋ 2F ＋ e^－

O ＋ CF₂----→COF₂

O ＋ CF₂----→CO＋ F₂

O₂＋ CF₂----→CO₂＋ F₂

와 같은 반응이 일어나 플라즈마 상태의 이온화물은 흡착조(200)로 유도되어 흡착판 또는 흡착봉에서 F₂를 제거시킨다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치는,다수의 전극을 분해조 내부에 형성시켜 대기압 상태에서 폐기가스를 처리함에 따라 폐기가스의 대량처리가 가능할 뿐만 아니라 부수적인 진공장비 등이 필요치 않아 반도체 제조장비의 가격을 저감시킬 수 있다. 또한, 대기압 상태에서 폐기가스 처리가 이루어지므로 배출가스의 변화 및 다른 원소와의 결합을 방지할 수 있다. 그리고, 흡착조를 해당 반도체 제조공정에 맞게 용이하게 교환할 수 있으므로 반도체 제조공정에 적응성을 향상시킬 수 있다.

본 고안은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 고안의 기술적 사상 내에서 당분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백할 것이다.

Claims (10)

1. 폐기가스가 유입되는 폐기가스유입관과 연결되며, 유입된 폐기가스를 대기압 상온에서 플라즈마 상태로 이온화시키기 위해 서로 다른 상의 전원공급에 의해 인접하는 영역에서 방전이 이루어질 수 있도록 다수 봉전극이 인접하게 방사상으로 배치되어 이루어진 분해조; 및

   상기 분해조로부터 플로우된 이온화된 폐기가스에 대해 특정 가스의 흡착을 수행하는 흡착부재를 적어도 하나 이상 마련한 흡착조

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 폐기가스유입관에는 분해조로 공급되는 가스의 반응을 촉진시키기 위해 반응촉진가스를 공급하는 상기 폐기가스유입관과 연통된 반응촉진가스 공급관이 연결된 것을 특징으로 하는 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 방사상으로 형성된 최외곽 봉전극과 방전이 이루어질 수 있도록 상기 분해조 내벽에 드럼전극을 형성시킨 것을 특징으로 하는 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치.
4. 폐기가스가 유입되는 폐기가스유입관과 연결되며, 유입된 폐기가스를 대기압 상온에서 플라즈마 상태로 이온화시키기 위해 서로 다른 상의 전원공급에 의해 인접하는 영역에서 방전이 이루어질 수 있도록 서로 다른 직경을 갖는 다수 드럼전극을 각 드럼전극간 소정 간격을 갖고 최대 직경의 드럼전극에 내장시켜서 이루어진 분해조; 및

   상기 분해조로부터 플로우된 이온화된 폐기가스에 대해 특정 가스의 흡착을 수행하는 흡착부재을 적어도 하나 이상 마련한 흡착조

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 폐기가스유입관에 연결되며, 상기 드럼전극 사이로 폐기가스를 플로우시키기 위해 드럼전극 사이에 폐기가스유도로를 형성시킨 폐기가스유도관을 드럼전극 상부에 형성시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 드럼전극에 의한 격벽 형성에 따라 흡착조로 이온화된 폐기가스를 플로우시키기 위해 상기 드럼전극 사이마다 관통홀을 형성시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치.
7. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 흡착조는, 특정 이온의 흡착을 수행하는 해당 흡착부재의 교체가 용이하도록 상기 흡착부재를 고정지지하는 흡착조케이스를 분할제조하고 이를 결합시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치.
8. 폐기가스가 유입되는 폐기가스유입관에 연결되는 정화챔버;

   상기 정화챔버내에 마련되며, 유입된 폐기가스를 대기압 상온에서 플라즈마 상태로 이온화시키기 위해 서로 다른 상의 전원공급에 의해 인접하는 영역에서 방전이 이루어질 수 있도록 서로 인접하게 방사상으로 배치된 봉전극; 및

   상기 정화챔버내에 마련되며, 이온화된 폐기가스에 대해 특정 가스의 흡착을 수행하기 위해 적어도 하나 이상 마련된 흡착부재

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치.
9. 제 1 항, 제 4 항 또는 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 흡착부재는, 관통홀이 형성된 판형부재인 것을 특징으로 하는 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치.
10. 제 1 항, 제 4 항 또는 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 흡착부재는 봉형상을 하고 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조공정의 폐기가스 정화장치.