KR20070016015A - apparatus for exhaustion gas in semiconductor device fabricating machine - Google Patents

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Abstract

공정 챔버와 연결되는 배기 배관, 배기 배관의 일단부와 연결되는 배기 가스 처리용 스크러버, 배기 배관 가운데 설치되는 배기 밸브, 배기 밸브와 스크러버 사이의 배기 배관 일부와 연결되며, 배기 밸브가 잠길 때 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급부를 구비하는 반도체 장치 제조 장비의 배기 가스 처리 장치가 개시된다. Exhaust piping connected to the process chamber, exhaust gas treatment scrubber connected to one end of the exhaust pipe, exhaust valve installed in the exhaust pipe, part of the exhaust pipe between the exhaust valve and the scrubber, and purge gas when the exhaust valve is locked An exhaust gas treating apparatus of a semiconductor device manufacturing equipment having a purge gas supply section for supplying a gas is disclosed.

본 발명에 따르면, 배기 배관 일부에 외기가 유입되어 배관에 잔류한 공정 가스와 결합되어 폭발을 일으키는 문제를 방지할 수 있다. According to the present invention, it is possible to prevent the problem that the outside air is introduced into a part of the exhaust pipe and combined with the process gas remaining in the pipe to cause an explosion.

Description

반도체 장치 제조 장비의 배기 가스 처리 장치{apparatus for exhaustion gas in semiconductor device fabricating machine} Apparatus for exhaustion gas in semiconductor device fabricating machine

도1은 종래의 반도체 장치 제조 장비의 배기 가스 처리 장치를 나타내는 개념적 구성도.1 is a conceptual configuration diagram showing an exhaust gas treating apparatus of a conventional semiconductor device manufacturing equipment.

도2는 종래의 배기 가스 처리 장치에서 플랜지부를 나타내는 부분 측면도.2 is a partial side view showing a flange portion in a conventional exhaust gas treating apparatus.

도3은 본 발명의 반도체 장치 제조 장비의 배기 가스 처리 장치 실시예를 나타내는 개념적 구성도.Fig. 3 is a conceptual configuration diagram showing an embodiment of the exhaust gas treating apparatus of the semiconductor device manufacturing equipment of the present invention.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명.※ Explanation of code for main part of drawing.

10; 공정 챔버 20: 가스 패널10; Process Chamber 20: Gas Panel

30: 스크러버 60,160: 배기 배관30: scrubber 60,160: exhaust pipe

70,170: 배기 밸브 80,180: 플랜지 연결부 70, 170: exhaust valve 80, 180: flange connection

190: 퍼지가스 공급 배관 195: 퍼지 가스 개폐 밸브190: purge gas supply pipe 195: purge gas on-off valve

본 발명은 배기 가스 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 장 치 제조 공정에서의 배기 가스 처리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an exhaust gas treating apparatus, and more particularly, to an exhaust gas treating apparatus in a semiconductor device manufacturing process.

반도체 장치는 매우 많은 종류의 공정을 통해 제조된다. 이런 공정은 진공 장비나 특수한 가스 분위기에서 이루어질 수 있고, 공정이 진행되면서 많은 유독성 가스나 폭발 위험이 있는 가스들도 발생하게 된다. 이들 가스는 환경오염이나 안전문제를 유발시킬 수 있으므로 배관을 통해 스크러버로 불리는 처리장치로 보내지고 스크러버에서는 이들 가스에 대한 무해화, 안전화 처리가 이루어지고, 일부 회수 재생의 과정을 거치기도 한다. Semiconductor devices are manufactured through a wide variety of processes. This process can be done in vacuum equipment or in a special gas atmosphere, and as the process progresses, many toxic gases and potentially explosive gases are generated. Since these gases can cause environmental pollution or safety problems, they are sent through a pipe to a treatment device called a scrubber, where they are harmless and safeguarded, and some recovered and recovered.

도1은 종래의 배기 가스 처리 장치를 가지는 반도체 제조 장비의 한 예, 가령 실리콘 에피텍시 장비를 개념적으로 나타내는 구성도이다. 1 is a block diagram conceptually showing an example of a semiconductor manufacturing equipment having a conventional exhaust gas treating apparatus, for example, silicon epitaxy equipment.

도1에 따르면, 반도체 웨이퍼가 투입되어 공정이 진행되는 공정 챔버(10)와 공정 챔버에 공정 소오스 가스, 가령 사염화 실리콘과 환원용 수소의 혼합기체인 톡식(TOXIC) 가스를 공급하는 가스 공급부가 있다. 가스 공급부는 가스 탱크와 공급 배관(40), 공급 배관(40) 상에 공급을 조절하는 가스 패널(20)을 구비하여 이루어질 수 있다. 필요에 따라 일부 공정 가스가 바이패스 배관(50)을 따라 워터 스크러버(water scrubber:30)로 흘러갈 수 있다. Referring to FIG. 1, there is a gas supply unit for supplying a process source gas, for example, a TOXIC gas, which is a mixed gas of silicon tetrachloride and reducing hydrogen, to a process chamber 10 into which a semiconductor wafer is inserted and a process is performed. The gas supply unit may include a gas tank, a supply pipe 40, and a gas panel 20 for controlling supply on the supply pipe 40. If necessary, some process gas may flow along the bypass pipe 50 to a water scrubber 30.

공정을 거친 상태에서 미반응 가스나 공정 반응 가스, 가령 염산가스(HCl)는 공정 챔버(10)와 연결된 배기 배관(60)을 통해 스크러버(30)로 흘러간다. 배기 배관(60)에는 가스 흐름을 조절하거나 차단하는 배기 밸브(70)가 설치된다. In the process, unreacted gas or process reactant gas, such as hydrochloric acid gas (HCl), flows to the scrubber 30 through the exhaust pipe 60 connected to the process chamber 10. The exhaust pipe 60 is provided with an exhaust valve 70 for controlling or blocking the gas flow.

워터 스크러버(30)에서는 배기 가스가 샤워를 거쳐 가면서 수용성의 폭발성 혹은 유해 가스가 물에 녹아 무해한 성분만 배기관으로 배출된다. 스크러버(30) 자 체나 배기관에는 송풍기 같은 강제 배기 수단이 달려있는 경우가 통상적이다.In the water scrubber 30, as the exhaust gas passes through the shower, water-soluble explosive or harmful gases are dissolved in water, and only harmless components are discharged to the exhaust pipe. The scrubber 30 itself or the exhaust pipe is usually equipped with a forced exhaust means such as a blower.

그런데, 이런 구조를 가진 배기 가스 처리 장치에서는 공정 챔버(10)의 공정이 완료되거나 중단되고, 배기 밸브(70)가 잠기고, 소오스 가스가 공급이 중단된 경우에도 공정 챔버(10)와 연결된 배기 가스 처리 장치는 계속 동작되는 경우가 발생한다. 이런 경우, 워터 스크러버(30)나, 배기 배관(60) 가운데 배기 밸브(70) 후단은 일정 정도의 진공 상태가 된다. However, in the exhaust gas treatment apparatus having such a structure, even when the process of the process chamber 10 is completed or stopped, the exhaust valve 70 is locked, and the source gas is stopped, the exhaust gas connected to the process chamber 10 is stopped. The processing device may continue to operate. In this case, the rear end of the exhaust valve 70 among the water scrubber 30 and the exhaust pipe 60 is in a vacuum state to a certain degree.

그런데, 통상 배기 배관에는 일정 거리마다 도2의 확대도와 같은 플랜지 연결부위(80)가 있어서, 플랜지(83) 사이에 위치하는 가스켓(81)이 낡아 파손되거나, 볼트 너트(85,87)의 죔이 느슨해지면 이 플랜지 연결부(80)를 통해 외부의 산소가 배기 배관 내로 유입되고, 배기 배관 내의 폭발성 가스와 혼합되어 약간의 자극에도 폭발이 일어날 수 있어서 문제가 된다. However, the exhaust pipe usually has a flange connection portion 80 such as the enlarged view of FIG. 2 at a predetermined distance, so that the gasket 81 located between the flanges 83 is worn and damaged or the bolt nuts 85 and 87 are fastened. If this is loosened, the outside oxygen flows into the exhaust pipe through the flange connection portion 80, and is mixed with the explosive gas in the exhaust pipe, so that even a slight stimulus may cause an explosion.

본 발명은 상술한 종래 반도체 장치 제조 공정의 배기 가스 처리 장치의 문제점을 보완하기 위한 것으로, 공정 챔버의 가동이 중단된 상태에서 스크러버의 가동이 계속되는 경우에도 배기 배관의 스크러버와 연결된 후단에 외부 공기가 유입되는 것을 막을 수 있는 구성의 배기 가스 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to compensate for the problem of the exhaust gas treatment apparatus of the conventional semiconductor device manufacturing process described above, even if the scrubber operation is continued while the process chamber is stopped, the outside air is connected to the rear end connected to the scrubber of the exhaust pipe An object of the present invention is to provide an exhaust gas treating apparatus having a configuration that can prevent inflow.

본 발명은 폭발성 가스가 존재하는 배기 배관에 부압이 걸림으로써 외기가 유입되고 폭발성 가스와 외기 중의 산소가 결합되어 폭발을 일으키는 문제를 방지 할 수 있는 반도체 장비의 배기 가스 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide an exhaust gas treatment apparatus for semiconductor equipment that can prevent the problem that the outside air is introduced by the negative pressure applied to the exhaust pipe in which the explosive gas is present, and the explosive gas and oxygen in the outside air cause explosion. do.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 장비의 공정 챔버와 연결되는 배기 배관, 배기 배관의 일단부와 연결되는 배기 가스 처리용 스크러버, 배기 배관 가운데 설치되는 배기 밸브, 배기 밸브와 스크러버 사이의 배기 배관 일부와 연결되는 퍼지 가스 공급 배관을 포함하는 퍼지 가스 공급부를 구비하여 이루어진다.The present invention for achieving the above object, the exhaust pipe connected to the process chamber of the equipment, the exhaust gas treatment scrubber connected to one end of the exhaust pipe, the exhaust valve installed in the exhaust pipe, the exhaust pipe between the exhaust valve and the scrubber And a purge gas supply unit including a purge gas supply pipe connected to a part thereof.

본 발명에서는 장비의 구성에 따라 공정 챔버에 공정 소오스 가스를 공급하는 공급 배관에서 바이 패스로 스크러버에 연결되는 바이 패스 배관이 더 구비될 수 있다. In the present invention, a bypass pipe connected to the scrubber by a bypass may be further provided in the supply pipe for supplying the process source gas to the process chamber according to the configuration of the equipment.

본 발명은 배기 밸브와 스크러버 사이에 외기 유입 가능성이 있는 연결부가 존재함을 전제로 한 것이다. The present invention is based on the premise that there is a connection between the exhaust valve and the scrubber with the possibility of inflow of outside air.

본 발명에서 퍼지 가스 공급 배관을 통해서는 활성이 적은 기체들, 가령, 불활성 가스나 질소 등이 공급될 수 있다. 질소는 비교적 가격이 낮게 공급될 수 있다는 장점이 있다. In the present invention, less active gases, such as inert gas or nitrogen, may be supplied through the purge gas supply pipe. Nitrogen has the advantage that it can be supplied relatively inexpensively.

본 발명에서 퍼지가스 공급 배관에는 퍼지가스를 개폐할 수 있는 퍼지 가스 개폐 밸브가 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 퍼지 가스 개폐 밸브는 통상 공정 챔버에서 공정이 이루어지고, 배기 밸브가 열린 상태에서는 닫힘 상태를, 반대로 공정이 중단되고 배기 밸브가 닫힌 상태에서는 열림 상태를 유지하게 된다. 따라서, 퍼지 가스 개폐 밸브는 공정 챔버의 구동 파워(전원) 또는 배기 밸브와 연 동되면서 반대 상태를 유지할 수 있다. In the present invention, the purge gas supply pipe is preferably formed with a purge gas opening and closing valve that can open and close the purge gas. In the present invention, the purge gas opening / closing valve is normally made in a process chamber, and is maintained closed when the exhaust valve is open, and in an open state when the process is stopped and the exhaust valve is closed. Therefore, the purge gas open / close valve may be connected to the driving power (power source) or the exhaust valve of the process chamber while maintaining the opposite state.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치 제조 장비의 개략적 구성도이다. 도면에서, 공정 챔버(10)와, 가스 공급부에 포함되는 가스 패널(20), 가스 공급 배관(40)은 배기 가스 처리 장치와 연결되는 주변 구성을 이룬다. 3 is a schematic structural diagram of a semiconductor device manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. In the drawing, the process chamber 10, the gas panel 20 included in the gas supply unit, and the gas supply pipe 40 form a peripheral configuration connected to the exhaust gas treating apparatus.

본 실시예에서 배기 가스 처리 장치는 스크러버(30)와, 공정 챔버(10) 및 스크러버(30)와 두 단부가 연결되는 배기 배관(160), 배기 배관(160)의 경로에 있는 배기 밸브(170), 배기 밸브(170) 후단에서 배기 배관과 연결되는 퍼지 가스 공급부를 구비하여 이루어진다. 이에 더하여, 바이 패스 배관(50)이 설치된다. 스크러버(30)에는 소오스 가스 공급 배관(40)과 타 단부가 연결되는 바이 패스 배관(50)의 일 단부가 연결된다. 바이 패스 배관(50)에도 도시되지 않지만 배기 밸브와 같이 동작하는 개페밸브가 형성된다. In the present embodiment, the exhaust gas treating apparatus includes a scrubber 30, an exhaust pipe 160 connected to two ends of the process chamber 10 and the scrubber 30, and an exhaust valve 170 in a path of the exhaust pipe 160. ), And a purge gas supply unit connected to the exhaust pipe at the rear end of the exhaust valve 170. In addition, a bypass pipe 50 is provided. One end of the bypass pipe 50 to which the other end is connected to the source gas supply pipe 40 is connected to the scrubber 30. Although not shown in the bypass pipe 50, an opening valve is formed which works like an exhaust valve.

이런 구성의 반도체 장치 제조 장비에서 공정 챔버가 작동될 때에는 소오스 가스 공급부에서 가스 패널을 거쳐 조절된 톡식(TOXIC) 가스가 공급 배관(40)을 따라 공급된다. 공정 챔버(10)에서 공정이 이루어지며 공정 반응에서 발생한 염산가스와 미반응된 톡식 가스는 배기 배관(160)을 거쳐 스크러버(30)로 흐른다. 스크러버(30)에서는 워터 샤워에 의해 대부분의 염산가스는 물에 용해되고, 수증기와 일부 수소 가스 등이 배기관을 통해 스크러버(30)에서 배출된다. When the process chamber is operated in the semiconductor device manufacturing equipment of this configuration, the regulated TOXIC gas is supplied along the supply pipe 40 through the gas panel at the source gas supply. The process is performed in the process chamber 10 and the hydrochloric acid gas generated in the process reaction and the unreacted tox gas flow through the exhaust pipe 160 to the scrubber 30. In the scrubber 30, most hydrochloric acid gas is dissolved in water by the water shower, and water vapor and some hydrogen gas are discharged from the scrubber 30 through the exhaust pipe.

이후 공정이 완료되거나 중단되어 공정 챔버(10)에 전원이 꺼지고, 배기 밸 브(170)가 닫겨도 스크러버(30)와 연결된 송풍기의 작용으로 배기 배관(160) 내의 가스는 계속 스크러버(30)로 유동된다. 동시에 퍼지 가스 공급부의 퍼지 가스 개폐 밸브(195)가 열리면서 퍼지 가스 공급 배관(190)을 통해 퍼지 가스가 배기 배관(160) 내의 가스와 함께 스크러버(30)로 흐르게 된다. 퍼지 가스가 계속 공급되므로 배기밸브가 잠겨도 배기 배관의 후단은 대기압과 비슷한 압력을 유지할 수 있다. 따라서, 배기 배관 후단부의 플랜지 연결부(180) 등 리크(LEAK) 요인이 있어도 배기 배관 내의 폭발성 가스와 외기가 섞이는 일은 발생하지 않고, 그로 인한 폭발도 방지 된다. Since the process is completed or stopped after the power is turned off in the process chamber 10, even if the exhaust valve 170 is closed, the gas in the exhaust pipe 160 by the action of the blower connected to the scrubber 30 continues to the scrubber 30 Flows. At the same time, the purge gas opening / closing valve 195 of the purge gas supply unit opens, and the purge gas flows to the scrubber 30 together with the gas in the exhaust pipe 160 through the purge gas supply pipe 190. Since purge gas is continuously supplied, the rear end of the exhaust pipe can maintain a pressure similar to atmospheric pressure even when the exhaust valve is closed. Therefore, even if there is a leak factor such as the flange connection portion 180 at the rear end portion of the exhaust pipe, the explosive gas and the outside air in the exhaust pipe do not mix, and the resulting explosion is prevented.

또한, 미세한 양의 외기가 유입되는 경우에도 배기 배관 내 퍼지 가스의 비중이 상대적으로 높으면 산소와 폭발성 가스가 함께 있어도 폭발 가능성은 줄어들게 된다. In addition, even when a small amount of outside air is introduced, if the specific gravity of the purge gas in the exhaust pipe is relatively high, the possibility of explosion is reduced even when oxygen and an explosive gas are present together.

이후 공정이 다시 시작되면 퍼지 가스 공급 배관(190)의 퍼지 가스 개폐 밸브(195)가 닫기지만 배기 밸브(170)는 열려 공정 배기 가스가 유입되고, 스크러버(30)를 통해 정화된다. 이때에도 배기 배관(160)의 진공도가 높지 않아 외기 유입은 이루어지지 않게 된다. 따라서, 폭발도 발생하지 않게 된다.Thereafter, when the process is restarted, the purge gas open / close valve 195 of the purge gas supply pipe 190 is closed, but the exhaust valve 170 is opened, and the process exhaust gas is introduced and purged through the scrubber 30. At this time, the degree of vacuum of the exhaust pipe 160 is not high, and thus no inflow of outside air occurs. Thus, no explosion occurs.

본 발명에 따르면 공정 챔버의 가동이 중단된 상태에서 스크러버의 가동이 계속되는 경우에도 배기 배관의 스크러버와 연결된 후단에 외부 공기가 유입되는 것을 막을 수 있게 되므로 배기 가스 처리 장치 내에서 폭발이 이루어지는 문제를 방지할 수 있다. According to the present invention, even when the scrubber is continuously operated while the process chamber is stopped, it is possible to prevent external air from entering the rear end connected to the scrubber of the exhaust pipe, thereby preventing a problem of explosion in the exhaust gas treating apparatus. can do.

따라서, 장비 이상을 발생시키고, 장비 수리를 위해 가동이 중단되어 장비 이용 효율을 낮추고, 공정 비용을 발생시키거나, 공정 웨이퍼를 재작업하게 되는 문제를 줄일 수 있다. As a result, it is possible to reduce the problem of equipment failure, downtime for equipment repair, equipment utilization efficiency, process cost, and rework of the process wafer.

Claims (3)

공정 챔버와 연결되는 배기 배관, Exhaust piping in connection with the process chamber, 상기 배기 배관의 일단부와 연결되는 배기 가스 처리용 스크러버, An exhaust gas treatment scrubber connected to one end of the exhaust pipe, 상기 배기 배관 가운데 설치되는 배기 밸브, An exhaust valve installed in the exhaust pipe, 상기 배기 밸브와 상기 스크러버 사이의 상기 배기 배관 일부와 연결되며, 상기 배기 밸브가 잠길 때 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급부를 구비하는 반도체 장치 제조 장비의 배기 가스 처리 장치. And a purge gas supply unit connected to a part of the exhaust pipe between the exhaust valve and the scrubber and supplying a purge gas when the exhaust valve is locked. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공정 챔버에 공정 소오스 가스를 공급하는 공급 배관에 일단이 연결되고, 타단이 상기 스크러버로 연결되는 바이 패스 배관이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 장비의 배기 가스 처리 장치.And a bypass pipe having one end connected to a supply pipe for supplying the process source gas to the process chamber and the other end connected to the scrubber. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 퍼지 가스 공급 배관은 질소를 공급하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 장비의 배기 가스 처리 장치. The purge gas supply pipe is an exhaust gas processing device of a semiconductor device manufacturing equipment, characterized in that for supplying nitrogen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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