KR20200008444A - Plasma reactor - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a plasma reactor comprises: a first electrode having an inner room through which a fluid to be treated can pass; a second electrode disposed in the inner room of the first electrode; at least one third electrode spaced apart from the first electrode and the second electrode to be interposed between the first electrode and the second electrode; and a power supply unit applying power to the gap between the first electrode and the third electrode and the gap between the second electrode and the third electrode so that a first plasma area generating first plasma is formed between the first electrode and the third electrode and a second plasma area generating second plasma is formed between the second electrode and the third electrode, wherein the third electrode includes at least one through-hole so that ions can flow between the first plasma area and the second plasma area. It is possible to improve decomposition efficiency of the fluid to be treated.

Description

플라즈마 반응기{PLASMA REACTOR}Plasma Reactor {PLASMA REACTOR}

본 발명은 플라즈마 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 처리유체 처리를 위한 플라즈마 반응기에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma apparatus, and more particularly to a plasma reactor for treatment fluid treatment.

일반적으로, 플라즈마 방전은 이온, 자유 라디칼, 원자, 분자 등을 포함하는 활성 가스를 발생하기 위한 플라즈마 장치에 사용되고 있다. 이러한 플라즈마 장치는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며, 대표적으로는 반도체, 디스플레이, 태양전지 등의 제조 공정에서, 예컨대 식각, 증착, 세정, 에칭 등의 공정에서 사용되고 있다.In general, plasma discharges are used in plasma apparatuses for generating active gases containing ions, free radicals, atoms, molecules, and the like. Such plasma apparatuses are widely used in various fields, and are typically used in manufacturing processes of semiconductors, displays, solar cells, and the like, such as etching, deposition, cleaning, and etching.

예를 들어, 반도체, 디스플레이, 태양전지 등의 제조라인에는 식각, 증착, 세정 등의 저압 공정 작업이 진행되는 공정챔버가 설치되고, 공정챔버는 포어라인을 통해 펌프와 연결될 수 있다. 이러한 저압 공정에 사용되는 가스로는 휘발성 유기화합물(트리클로로에틸렌, 1,1,1-트리 클로로에탄, 메탄올, 아세트알데히드 등), 산(acid) 계열(HNO3, H2SO4, HCl, F2, HF, Cl2, BCl3, NOx 등), 악취 유발 물질(NH3, H2S 등), 자연발화 기체(SiH4, Si2H6, PH3, AsH3 등), 지구 온난화 유발 물질(퍼플루오르 화합물) 등이 있다.For example, a process chamber in which low pressure process operations such as etching, deposition, and cleaning are performed is installed in a manufacturing line of a semiconductor, a display, a solar cell, and the like, and the process chamber may be connected to a pump through a foreline. Gases used in such low pressure processes include volatile organic compounds (trichloroethylene, 1,1,1-trichloroethane, methanol, acetaldehyde, etc.), acid series (HNO3, H2SO4, HCl, F2, HF, Cl2). , BCl3, NOx, etc.), odor causing substances (NH3, H2S, etc.), spontaneous combustion gases (SiH4, Si2H6, PH3, AsH3, etc.), global warming substances (perfluoro compounds), and the like.

이러한 저압 공정을 거치면 미세입자, HF, 플루오르화합물, 염화물, SiO2, GeO2, 금속, NOx, NH3, 하이드로카본, 및 퍼플루오르 화합물 등의 오염 물질이 생성된다.This low pressure process produces contaminants such as fine particles, HF, fluorine compounds, chlorides, SiO2, GeO2, metals, NOx, NH3, hydrocarbons, and perfluorine compounds.

펌프를 구동함으로써 공정챔버 내에서 미 반응된 공정가스를 포함하는 배기유체를 공정챔버 외부로 배출할 수 있다. 특히, 공정챔버에서 증착 공정을 수행하는 경우, 다량의 입자 부산물이 포함된 배기유체가 발생할 수 있다.By driving the pump, the exhaust fluid including the unreacted process gas in the process chamber may be discharged to the outside of the process chamber. In particular, when performing the deposition process in the process chamber, an exhaust fluid containing a large amount of particle by-products may occur.

이 중 HF, 플루오르화물, 및 염화물은 진공 펌프 또는 포어라인(공정 챔버와 펌프를 연결하는 관)의 부식을 유발하며, 공기 중으로 배출되기 전에 반드시 처리되어야 하는 유해 물질이다. 미세입자, SiO2, GeO2, 및 금속 등은 포어라인을 통해 공정챔버 외부로 배출되면서 펌프 내부에 축척될 수 있다. 특히, 입자상 물질들은 공정챔버와 펌프를 연결하는 포어라인을 통과하면서 냉각 과정을 거친 후 분말 형태로 성장하게 되며, 시간이 지남에 따라 펌프 내부(진공과 관련된 부품)에 축적되게 된다. 이렇게 축적된 분말은 펌프의 배기 능력을 저하시키므로 펌프의 수명을 단축시킨다. 그리고 퍼플루오르 화합물은 환경 규제에 의해 대기 중 배출이 통제되고 있는 추세이다.Of these, HF, fluoride, and chloride cause corrosion of vacuum pumps or forelines (pipes connecting process chambers and pumps) and are hazardous substances that must be disposed of before being released into the air. Fine particles, SiO 2, GeO 2, metals, etc. may be accumulated inside the pump while being discharged out of the process chamber through the foreline. In particular, the particulate matter passes through the foreline connecting the process chamber and the pump, grows in powder form after cooling, and accumulates in the pump (parts related to vacuum) over time. The accumulated powder lowers the pump's evacuation capacity and thus shortens the pump's life. Perfluorine compounds are also being regulated by environmental regulations.

등록 특허 제1063515호 “오염물질 제거용 플라즈마 반응기”는 유전체 장벽 방전 방식을 이용하여 공정챔버에서 배기되는 배기유체를 제거하는 장치를 개시하고 있다. 이 특허에서의 플라즈마 반응기는 구동전극과 접지전극을 번갈아 배치하여 유전체 장벽 방전 방식으로 배기유체를 제거할 수 있다. 그러나, 빠른 속도로 배기되는 배기유체는 플라즈마 반응기 내에서 충분히 분해되지 못하는 문제점이 존재하였다.Patent No. 1063515 "Plasma Reactor for Pollutant Removal" discloses an apparatus for removing exhaust fluid exhausted from a process chamber by using a dielectric barrier discharge method. The plasma reactor in this patent can alternately dispose the drive electrode and the ground electrode to remove the exhaust fluid by the dielectric barrier discharge method. However, there has been a problem that the exhaust fluid exhausted at high speed is not sufficiently decomposed in the plasma reactor.

이러한 문제는 공정챔버에 세정용 처리유체를 공급하거나 또는 공정챔버에 공정용 처리유체를 공급할 때도 마찬가지이다. 이에 따라, 플라즈마 반응 기 내에서 처리유체의 분해효율을 높이기 위한 연구가 진행되고 있다.This problem also applies to supplying a process fluid for cleaning to a process chamber or process fluid for process. Accordingly, research is being conducted to increase the decomposition efficiency of the processing fluid in the plasma reactor.

1. 한국등록특허 제1063515호, "오염물질 제거용 플라즈마 반응기"1. Korean Patent No. 1063515, "Plasma Reactor for Removing Pollutant"

본 발명의 목적은 플라즈마 반응기 내에서 플라즈마 이온을 유동시켜 처리유체의 분해 효율을 향상시킬 수 있는 플라즈마 반응기를 제공하는 데 있다. 하지만, 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아닌다.An object of the present invention to provide a plasma reactor that can improve the decomposition efficiency of the processing fluid by flowing plasma ions in the plasma reactor. However, this problem is illustrative, and the scope of the present invention is not limited thereby.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 반응기는 내부에 처리유체가 통과할 수 있는 내부 공간을 갖는 제1 전극; 상기 제 1 전극의 상기 내부 공간에 구비되는 제2 전극; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 이격되어 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 구비되는 적어도 하나의 제3 전극; 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극 사이에 제1 플라즈마가 발생되는 제1 플라즈마 영역이 형성되고, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극 사이에 제2 플라즈마가 발생되는 제2 플라즈마 영역이 형성되도록 상기 제1 전극과 상기 제 3 전극 사이 및 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 전력을 인가하는 전원 공급부;를 포함하고, 상기 제3 전극은 상기 제1 플라즈마 영역 및 상기 제2 플라즈마 영역 간의 이온 유동이 가능하도록 적어도 하나의 관통홀을 포함한다. In order to solve the above technical problem, the plasma reactor according to an embodiment of the present invention includes a first electrode having an internal space through which the processing fluid can pass; A second electrode provided in the inner space of the first electrode; At least one third electrode spaced apart from the first electrode and the second electrode and disposed between the first electrode and the second electrode; A first plasma region in which a first plasma is generated is formed between the first electrode and the third electrode, and a second plasma region in which a second plasma is generated is formed between the second electrode and the third electrode; And a power supply unit configured to apply electric power between the first electrode and the third electrode and between the second electrode and the third electrode, wherein the third electrode includes ions between the first plasma region and the second plasma region. At least one through hole is included to allow flow.

본 발명의 일부 실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나의 제3 전극은 상기 적어도 하나의 관통홀이 각각 형성된 복수의 제3 전극들을 포함할 수 있다. In some embodiments of the present disclosure, the at least one third electrode may include a plurality of third electrodes each having the at least one through hole formed therein.

본 발명의 일부 실시 예에 있어서, 상기 제1전극 내지 상기 제3 전극은, 서로 다른 직경의 원통형일 수 있다. In some embodiments of the present disclosure, the first to third electrodes may have cylindrical shapes having different diameters.

실시 예에 있어서, 상기 플라즈마 반응기는, 상기 처리유체를 상기 내부 공간으로 공급하기 위한 가스 주입구를 포함하고, 적어도 상기 제1 전극 상부에 결합된, 상부 플랜지 부재; 및 상기 제1 플라즈마 영역 및 상기 제2 플라즈마 영역을 통과한 처리유체가 배출되는 가스 배출구를 포함하고, 적어도 상기 제1 전극 하부에 결합된 하부 플랜지 부재를 더 포함할 수 있다.The plasma reactor may include: an upper flange member including a gas inlet for supplying the processing fluid to the internal space and coupled to at least the first electrode; And a gas outlet through which the processing fluid passing through the first plasma region and the second plasma region is discharged, and at least a lower flange member coupled to the lower portion of the first electrode.

본 발명의 일부 실시 예에 있어서, 상기 상부 플랜지 부재, 상기 제1 전극 및 상기 하부 플랜지 부재는 서로 결합되어 상기 내부 공간이 밀폐되도록 하우징 구조를 형성할 수 있다.In some embodiments of the present disclosure, the upper flange member, the first electrode, and the lower flange member may be coupled to each other to form a housing structure to seal the inner space.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 접지되고,In some embodiments of the invention, the first electrode and the second electrode are grounded,

상기 제3 전극은 상기 전원 공급부로부터 전력을 인가받을 수 있다.The third electrode may receive power from the power supply.

본 발명의 일부 실시 예에 있어서, 상기 전원 공급부는, 상기 제 1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극 중 적어도 하나에 전력을 공급하는 트랜스포머를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present disclosure, the power supply unit may include a transformer for supplying power to at least one of the first electrode, the second electrode, and the third electrode.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 처리유체는 공정챔버에서 배기되는 배기유체를 포함할 수 있다.In some embodiments of the invention, the treatment fluid may comprise an exhaust fluid exhausted from the process chamber.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 처리유체는 공정챔버를 세정하기 위한 세정가스를 포함할 수 있다.In some embodiments of the invention, the treatment fluid may comprise a cleaning gas for cleaning the process chamber.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 처리유체는 공정챔버에서 처리되는 공정가스를 포함할 수 있다.In some embodiments of the invention, the treatment fluid may comprise a process gas to be treated in a process chamber.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 플라즈마 반응기 내에서 플라즈마 이온이 서로 충돌하며 이온이 가속됨으로써 처리유체의 분해 효율이 향상될 수 있다. According to at least one of the embodiments of the present invention, the plasma ions collide with each other in the plasma reactor and the ions are accelerated to improve the decomposition efficiency of the processing fluid.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 플라즈마 반응기를 원통 형상으로 형성함으로써 제조 비용을 절감할 수 있고, 포어라인에 직접 플라즈마 반응기를 설치할 수 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present invention, by forming the plasma reactor in a cylindrical shape can reduce the manufacturing cost, it is possible to install the plasma reactor directly in the foreline.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 반응기를 도시한 분해사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 반응기의 단면을 도시한 단면도이다.
도 3 및 도 4는 플라즈마 반응기의 제2 전극의 형상의 변형 실시 예를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시에에 따른 플라즈마 반응기를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 처리 시스템을 도시한 도면이다.1 is an exploded perspective view showing a plasma reactor according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a cross section of the plasma reactor shown in FIG.
3 and 4 are cross-sectional views showing a modified embodiment of the shape of the second electrode of the plasma reactor.
5 is a view showing a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.
6 is a view showing a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.
7 is a view showing a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a substrate processing system according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or similar components will be given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have distinct meanings or roles. In addition, in the following description of the embodiments disclosed herein, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed herein, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easily understanding the embodiments disclosed in the present specification, the technical idea disclosed in the specification by the accompanying drawings are not limited, and all changes included in the spirit and scope of the present invention. It should be understood to include equivalents and substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that another component may be present in the middle. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, the terms "comprises" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It is apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 반응기를 도시한 분해사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 반응기의 단면을 도시한 단면도이다.1 is an exploded perspective view showing a plasma reactor according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing a cross section of the plasma reactor shown in FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 플라즈마 반응기(200)는 상부 플랜지 부재(210), 제1 전극(220), 제2 전극(240), 제3 전극(230) 및 하부 플랜지 부재(250)를 포함할 수 있다. 1 and 2, the plasma reactor 200 includes an upper flange member 210, a first electrode 220, a second electrode 240, a third electrode 230, and a lower flange member 250. It may include.

제1 전극(220)은 내부에 처리유체가 통과할 수 있는 내부 공간을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(220)은 상, 하부가 개구된 형태로 원통 형상으로 형성될 수 있다. The first electrode 220 may include an internal space through which the processing fluid may pass. For example, the first electrode 220 may be formed in a cylindrical shape with the upper and lower portions thereof open.

제2 전극(240)은 제1 전극(220)의 내부 공간에 제1 전극(220)과 접하지 않도록 이격되어 구비될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(240)은 상, 하부가 개구된 형태로 원통 형상으로 형성될 수 있다. The second electrode 240 may be spaced apart from each other so as not to contact the first electrode 220 in the inner space of the first electrode 220. For example, the second electrode 240 may be formed in a cylindrical shape with upper and lower openings.

적어도 하나의 제3 전극(230)은 제1 전극(220)과 제2 전극(240) 사이에 구비될 수 있다. 보다 구체적으로 보면, 제3 전극(230)은 제1 전극(220) 및 제2 전극(240)과 접하지 않도록 제1 전극(220) 및 제2 전극(240)에 이격되어 구비될 수 있다. 제3 전극(230)은 제1 전극(220) 및 제2 전극(240)과 마찬가지로 상, 하부가 개구된 형태로 원통 형상으로 형성될 수 있다. At least one third electrode 230 may be provided between the first electrode 220 and the second electrode 240. In more detail, the third electrode 230 may be spaced apart from the first electrode 220 and the second electrode 240 so as not to contact the first electrode 220 and the second electrode 240. Similar to the first electrode 220 and the second electrode 240, the third electrode 230 may be formed in a cylindrical shape in the shape of an upper and a lower opening.

제 3 전극(230)은 적어도 하나의 관통홀(232)을 포함할 수 있다. 관통홀(232)은 제 3 전극(230)을 관통하여 형성될 수 있다. 관통홀(232)은 원형으로 형성될 수 있고, 슬릿 형상으로 형성될 수도 있다. 관통홀(232)의 개수 및 형상은 도면에 도시된 형상에 국한되지 않으며, 다양한 변형 실시가 가능하다. 예를 들어, 복수의 관통홀들(232)이 제 3 전극(230)에 균일하게 형성될 수 있다.The third electrode 230 may include at least one through hole 232. The through hole 232 may be formed through the third electrode 230. The through hole 232 may be formed in a circular shape, or may be formed in a slit shape. The number and shape of the through holes 232 is not limited to the shape shown in the drawings, various modifications are possible. For example, the plurality of through holes 232 may be uniformly formed in the third electrode 230.

전원 공급부(260)는 제1 전극(220)과 상기 제3 전극(230) 사이 및 제2 전극(240)과 제3 전극(230) 사이에 전력을 인가하도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 제 3 전극(230)은 전원 공급부(260)와 연결되어 전력을 인가받는 구동전극으로 기능하고, 제1 전극(220) 및 제2 전극(240)은 접지와 연결될 수 있다. 이 실시예의 변형된 형태로, 제1 전극(220) 및 제2 전극(240)은 전원 공급부(260)와 연결되어 전력을 인가받는 구동전극으로 기능하고, 제3 전극(230)은 접지로 연결될 수도 있다. 다시 말해, 마주하는 전극에서 하나의 전극은 전원 공급부(260)와 연결되고, 나머지 하나의 전극은 접지로 연결될 수 있다. The power supply unit 260 may be provided to apply electric power between the first electrode 220 and the third electrode 230 and between the second electrode 240 and the third electrode 230. For example, the third electrode 230 may be connected to the power supply unit 260 to serve as a driving electrode to receive power, and the first electrode 220 and the second electrode 240 may be connected to the ground. In a modified form of this embodiment, the first electrode 220 and the second electrode 240 are connected to the power supply unit 260 to function as a driving electrode to which power is applied, and the third electrode 230 is connected to ground. It may be. In other words, one electrode may be connected to the power supply unit 260 at the opposite electrode, and the other electrode may be connected to the ground.

제1 전극(220), 제2 전극(240) 및 제3 전극(230)은 단면이 서로 다른 직경의 원형 또는 다각형 일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(220), 제2 전극(240) 및 제3 전극(230)은 서로 다른 직경의 원통형일 수 있다. 예컨대, 제1 전극(220)의 직경이 가장 크고, 제3 전극(230)의 직경이 가장 작고, 제2 전극(240)의 직경이 중간 크기일 수 있다.The first electrode 220, the second electrode 240, and the third electrode 230 may have a circular or polygonal cross section having a different diameter. For example, the first electrode 220, the second electrode 240, and the third electrode 230 may have cylindrical shapes having different diameters. For example, the diameter of the first electrode 220 may be the largest, the diameter of the third electrode 230 may be the smallest, and the diameter of the second electrode 240 may be a medium size.

상부 플랜지 부재(210)는 플라즈마 반응기(200)의 상부에 위치하여 적어도 제1 전극(220)의 상부에 결합될 수 있다. 나아가, 상부 플랜지 부재(210)는 제1 전극(220의 내부 공간으로 처리유체를 공급하기 위한 가스 주입구(212)를 포함할 수 있다. The upper flange member 210 may be positioned above the plasma reactor 200 and coupled to at least the first electrode 220. Further, the upper flange member 210 may include a gas injection port 212 for supplying a processing fluid to the internal space of the first electrode 220.

예를 들어, 플라즈마 반응기(200)가 공정챔버로부터 배기되는 배기유체를 처리하기 위해서 이용되는 경우, 공정챔버(110)에서 배출되는 배기유체가 가스 주입구(212)를 통해 플라즈마 반응기(200) 내로 공급될 수 있다. 다른 예로, 플라즈마 반응기(200)가 공정챔버를 세정하기 위해서 이용되는 경우, 세정가스가 가스 주입구(212)를 통해 플라즈마 반응기(200) 내로 공급될 수 있다. 또 다른 예로, 플라즈마 반응기(200)가 공정챔버로 공정가스를 공급하기 위해서 이용되는 경우, 공정가스가 가스 주입구(212)를 통해 플라즈마 반응기(200) 내로 공급될 수 있다.For example, when the plasma reactor 200 is used to treat the exhaust fluid exhausted from the process chamber, the exhaust fluid discharged from the process chamber 110 is supplied into the plasma reactor 200 through the gas inlet 212. Can be. As another example, when the plasma reactor 200 is used to clean the process chamber, the cleaning gas may be supplied into the plasma reactor 200 through the gas inlet 212. As another example, when the plasma reactor 200 is used to supply the process gas to the process chamber, the process gas may be supplied into the plasma reactor 200 through the gas inlet 212.

하부 플랜지 부재(250)는 플라즈마 반응기(200)의 하부에 위치하며 적어도 제1 전극(220)의 하부에 결합될 수 있다. 나아가, 하부 플랜지 부재(250)는 제1 플라즈마 영역 및 제2 플라즈마 영역을 통과한 처리유체가 배출되는 가스 배출구(252)를 포함할 수 있다.The lower flange member 250 may be positioned below the plasma reactor 200 and may be coupled to at least the bottom of the first electrode 220. Further, the lower flange member 250 may include a gas outlet 252 through which the processing fluid passing through the first plasma region and the second plasma region is discharged.

예를 들어, 플라즈마 반응기(200)가 공정챔버로부터 배기되는 배기 유체를 처리하기 위해서 이용되는 경우, 플라즈마 반응기(200)에서 분해되어 배출되는 배기유체가 가스 배출구(252)를 통해 펌프로 배출될 수 있다. 다른 예로, 플라즈마 반응기(200)가 공정챔버를 세정하기 위해서 이용되는 경우, 플라즈마 반응기(200)에서 분해되어 배출되는 세정가스가 가스 배출구(252)를 통해 공정챔버로 배출될 수 있다. 또 다른 예로, 플라즈마 반응기(200)가 공정챔버로 공정가스를 공급하기 위해서 이용되는 경우, 플라즈마 반응기(200)에서 분해되어 배출되는 공정가스가 가스 배출구(252)를 통해 공정챔버로 배출될 수 있다.For example, when the plasma reactor 200 is used to treat the exhaust fluid exhausted from the process chamber, the exhaust fluid decomposed and discharged from the plasma reactor 200 may be discharged to the pump through the gas outlet 252. have. As another example, when the plasma reactor 200 is used to clean the process chamber, the cleaning gas decomposed and discharged from the plasma reactor 200 may be discharged to the process chamber through the gas outlet 252. As another example, when the plasma reactor 200 is used to supply process gas to the process chamber, the process gas decomposed and discharged from the plasma reactor 200 may be discharged to the process chamber through the gas outlet 252. .

선택적으로, 상부 플랜지 부재(210), 제1 전극(220), 및 하부 플랜지 부재(250)는 서로 결합되어 내부 공간이 밀폐되도록 하우징 구조를 형성할 수 있다. 다만, 가스 주입구(212) 및 가스 배출구(252)를 통해서 처리유체는 유동될 수 있다.Optionally, the upper flange member 210, the first electrode 220, and the lower flange member 250 may be coupled to each other to form a housing structure to seal the internal space. However, the processing fluid may flow through the gas inlet 212 and the gas outlet 252.

플라즈마 반응기(200)는 추가가스 주입구(미도시)를 통해 플라즈마 방전 및 유지를 위한 가스를 공급받거나 처리유체를 처리하기 위한 추가 가스를 공급받을 수 있다. The plasma reactor 200 may be supplied with a gas for plasma discharge and maintenance or an additional gas for treating a processing fluid through an additional gas inlet (not shown).

전술한 바와 같이, 전원 공급부(260)를 통해서 제1 내지 제3 전극들(220, 240, 230) 사이에 전력이 인가됨에 따라서, 제1 전극(220) 및 제3 전극(230) 사이 공간으로 제1 전극(220) 및 제3 전극(230)에 의하여 용량 결합된 플라즈마가 발생하는 영역인 제1 플라즈마 영역이 형성되고, 또한 제2 전극(240) 및 제 3 전극(230) 사이 공간으로 제2 전극(240) 및 제3 전극(230)에 의하여 용량 결합된 플라즈마가 발생하는 영역인 제2 플라즈마 영역이 형성될 수 있다. As described above, as power is applied between the first to third electrodes 220, 240, and 230 through the power supply unit 260, the space between the first electrode 220 and the third electrode 230 is transferred to the space. A first plasma region, which is a region in which capacitively coupled plasma is generated by the first electrode 220 and the third electrode 230, is formed, and a first plasma region is formed as a space between the second electrode 240 and the third electrode 230. A second plasma region, which is a region in which capacitively coupled plasma is generated by the second electrode 240 and the third electrode 230, may be formed.

제1 플라즈마 영역과 제2 플라즈마 영역은 제3 전극(230)에 의해 분리된 영역으로 존재할 수 있다. 하지만 제1 플라즈마 영역 및 제2 플라즈마 영역간의 이온 유동은 제3 전극(230)의 관통홀(232)을 통해서 가능해진다. 예를 들어, 제1 플라즈마 영역 및 제2 플라즈마 영역에서 방전된 플라즈마 및 처리유체는 제 3 전극(230)의 관통홀(232)을 통해 두 플라즈마 영역에서 이동될 수 있다. 플라즈마 이온 및 처리유체는 관통홀(232)을 통해 이동되며 충돌하여 분해 가속도가 증가할 수 있다. The first plasma region and the second plasma region may exist as regions separated by the third electrode 230. However, ion flow between the first plasma region and the second plasma region is enabled through the through hole 232 of the third electrode 230. For example, the plasma and the processing fluid discharged in the first plasma region and the second plasma region may be moved in the two plasma regions through the through hole 232 of the third electrode 230. The plasma ions and the processing fluid may move through the through holes 232 and collide to increase the decomposition acceleration.

또한 처리유체가 유동되는 방향(플라즈마 반응기의 상부에서 하부로 진행됨)과 관통홀(232)을 통해 이온이 유동되는 방향이 상이하므로 플라즈마 이온 및 처리유체는 회전하며 배출될 수 있다. 그러므로 플라즈마 이온 및 처리유체가 플라즈마 반응기(200) 내에서 잔류하는 시간이 길어져 플라즈마에 의한 처리유체의 분해효율을 증가시킬 수 있다. In addition, since the direction in which the processing fluid flows (proceeding from the top to the bottom of the plasma reactor) and the direction in which the ions flow through the through hole 232 are different, the plasma ions and the processing fluid may rotate and be discharged. Therefore, the time for which the plasma ions and the processing fluid remain in the plasma reactor 200 may be increased, thereby increasing the decomposition efficiency of the processing fluid by the plasma.

플라즈마 반응기(200)는 상부 플랜지 부재(210) 또는 하부 플랜지 부재(250)를 포함할 수도 있고, 상부 플랜지 부재(210) 또는 하부 플랜지 부재(250)를 포함하지 않고 제1 전극(220)과 제2 전극(240) 및 제3 전극(230)이 직접 공정챔버 또는 공정챔버와 연결된 포어라인에 연결될 수도 있다. The plasma reactor 200 may include an upper flange member 210 or a lower flange member 250, and may not include the upper flange member 210 or the lower flange member 250, and may be formed of the first electrode 220 and the first electrode 220. The second electrode 240 and the third electrode 230 may be directly connected to a process chamber or a foreline connected to the process chamber.

제1 전극(220), 제2 전극(240) 및 제3 전극(230)에는 각각 3상전원이 공급될 수 있다. Three-phase power may be supplied to the first electrode 220, the second electrode 240, and the third electrode 230, respectively.

도 3 및 도 4는 플라즈마 반응기의 제2 전극의 형상의 변형 실시 예를 도시한 단면도이다. 3 and 4 are cross-sectional views showing a modified embodiment of the shape of the second electrode of the plasma reactor.

도 3을 참조하면, 플라즈마 반응기(200)의 제2 전극(240)은 원통 형상으로 내부가 개구된 형상일 수 있다. 이때, 제2 전극(240)의 내부 공간으로는 처리유체가 통과될 수 없는 구조를 갖는다. 또한 도 4를 참조하면, 플라즈마 반응기(300)의 제1 전극(320) 및 제3 전극(330)은 상기에 설명한 바와 동일한 형상 및 기능을 수행하고, 제2 전극(240)은 내부가 막힌 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 제3 전극(330)에는 상기에서 설명한 바와 같이, 하나 이상의 관통홀(332)이 구비될 수 있다. Referring to FIG. 3, the second electrode 240 of the plasma reactor 200 may have a cylindrical shape with an inner opening. In this case, the processing fluid cannot pass through the internal space of the second electrode 240. In addition, referring to FIG. 4, the first electrode 320 and the third electrode 330 of the plasma reactor 300 perform the same shape and function as described above, and the second electrode 240 has a cylindrical block inside. It may be formed in a shape. As described above, the third electrode 330 may be provided with one or more through holes 332.

도 5는 본 발명의 다른 실시에에 따른 플라즈마 반응기를 도시한 도면이다. 이 실시예에 따른 플라즈마 반응기는 도 1 내지 도 4의 플라즈마 반응기와 일부 구성에서 차이가 있고 나머지는 동일하거나 유사하므로 중복된 설명은 생략된다.5 is a view showing a plasma reactor according to another embodiment of the present invention. The plasma reactor according to this embodiment is different in some configurations from the plasma reactor of FIGS. 1 to 4, and the remaining descriptions are the same or similar, and thus redundant descriptions are omitted.

도 5를 참조하면, 전원 공급부(360)는 제1 전극(320), 제2 전극(340) 및 제3 전극(330) 중 적어도 하나에 전력을 공급하는 트랜스포머(362)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 트랜스포머(362)의 제1 출력단자(a)는 제 1 전극(320) 및 제2 전극(340)과 연결되고, 트랜스포머(362)의 제2 출력단자(b)는 제3 전극(330)과 연결될 수 있다. 트랜스포머(362)를 통해 마주하는 전극으로 180°의 위상차를 갖는 전압이 공급될 수 있다. 그러므로 마주하는 전극(제1 전극과 제3 전극, 제2 전극과 제3 전극)의 방전 효율이 극대될 수 있다. 그리하여 제1 플라즈마 영역 및 제2 플라즈마 영역에서의 처리유체의 분해가 효율적으로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 5, the power supply unit 360 may include a transformer 362 that supplies power to at least one of the first electrode 320, the second electrode 340, and the third electrode 330. For example, the first output terminal a of the transformer 362 is connected to the first electrode 320 and the second electrode 340, and the second output terminal b of the transformer 362 is the third electrode. 330 may be connected. A voltage having a phase difference of 180 ° may be supplied to the facing electrode through the transformer 362. Therefore, the discharge efficiency of the facing electrodes (the first electrode and the third electrode, the second electrode and the third electrode) can be maximized. Thus, decomposition of the processing fluid in the first plasma region and the second plasma region can be efficiently performed.

또한 제3 전극(330)에는 하나 이상의 관통홀(332)이 구비될 수 있다. 제3 전극(330)에 구비된 관통홀(332)을 통해 제1 플라즈마 영역을 통과하는 플라즈마 이온과 제2 플라즈마 영역을 통과하는 플라즈마 이온이 충돌함으로써 처리유체의 분해 효율을 향상시킬 수 있다. In addition, one or more through holes 332 may be provided in the third electrode 330. Plasma ions passing through the first plasma region and plasma ions passing through the second plasma region collide with each other through the through hole 332 provided in the third electrode 330, thereby improving the decomposition efficiency of the processing fluid.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기를 도시한 도면이다. 이 실시예에 따른 플라즈마 반응기는 도 1 내지 도 5의 플라즈마 반응기와 일부 구성에서 차이가 있고 나머지는 동일하거나 유사하므로 중복된 설명은 생략된다. 도 6을 참조하면, 플라즈마 반응기(400)는 제1 전극(420)과 제2 전극(460) 사이에 제3 전극(430), 제4 전극(440) 및 제5 전극(450)을 포함할 수 있다. 제3 전극(430), 제4 전극(440) 및 제5 전극(450)에는 다수 개의 관통홀(432, 442, 452)이 구비될 수 있다. 6 is a view showing a plasma reactor according to another embodiment of the present invention. The plasma reactor according to this embodiment is different in some configurations from the plasma reactor of FIGS. 1 to 5, and the remaining descriptions are the same or similar, and thus redundant descriptions are omitted. Referring to FIG. 6, the plasma reactor 400 may include a third electrode 430, a fourth electrode 440, and a fifth electrode 450 between the first electrode 420 and the second electrode 460. Can be. A plurality of through holes 432, 442, and 452 may be provided in the third electrode 430, the fourth electrode 440, and the fifth electrode 450.

플라즈마 반응기(400)는 트랜스포머(472)를 통해 전원 공급부(470)와 연결될 수 있다. 트랜스포머(472)는 제1 스위칭 회로(474) 및 제 2 스위칭 회로(476)가 연결될 수 있다. 제 1 전극(420)은 접지로 연결되고, 제1 스위칭 회로(474)는 제3 전극(430) 및 제5 전극(450)에 연결되며, 제2 스위칭 회로(476)는 제2 전극(460) 및 제4 전극(440)에 연결될 수 있다. 제1 스위칭 회로(474) 및 제2 스위칭 회로(476)는 여러 출력단자가 구비되어 가변적으로 권선비를 제어할 수 있다. 그러므로 제1 스위칭 회로(474) 및 제2 스위칭 회로(476)는 제어부(미도시)의 제어에 의해 각각의 전극에 연결될 수 있다. The plasma reactor 400 may be connected to the power supply 470 through the transformer 472. The transformer 472 may be connected to the first switching circuit 474 and the second switching circuit 476. The first electrode 420 is connected to the ground, the first switching circuit 474 is connected to the third electrode 430 and the fifth electrode 450, the second switching circuit 476 is the second electrode 460 ) And the fourth electrode 440. The first switching circuit 474 and the second switching circuit 476 may be provided with various output terminals to variably control the turns ratio. Therefore, the first switching circuit 474 and the second switching circuit 476 may be connected to each electrode by the control of a controller (not shown).

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기를 도시한 도면이다. 이 실시예에 따른 플라즈마 반응기는 도 1 내지 도 6의 플라즈마 반응기와 일부 구성에서 차이가 있고 나머지는 동일하거나 유사하므로 중복된 설명은 생략된다.7 is a view showing a plasma reactor according to another embodiment of the present invention. The plasma reactor according to this embodiment is different in some configurations from the plasma reactor of FIGS. 1 to 6, and the rest is the same or similar, and thus redundant descriptions are omitted.

도 7의 (a)를 참조하면, 관통홀(512, 522)이 형성된 두 개의 전극(510, 520)에서 다수 개의 관통홀(512, 522)은 서로 어긋나게 형성될 수 있다. 관통홀(512, 522)을 통과한 이온은 두 개의 전극(510, 520)에 부딪히며 분해 효율이 향상될 수 있다. Referring to FIG. 7A, in the two electrodes 510 and 520 having the through holes 512 and 522, the plurality of through holes 512 and 522 may be offset from each other. The ions passing through the through holes 512 and 522 collide with the two electrodes 510 and 520, and the decomposition efficiency may be improved.

도 7의 (b)를 참조하면, 관통홀(552, 562)이 형성된 두 개의 전극(550, 560)에서 다수 개의 관통홀(552, 562)은 서로 마주하게 형성될 수 있다.Referring to FIG. 7B, the plurality of through holes 552 and 562 may be formed to face each other in the two electrodes 550 and 560 in which the through holes 552 and 562 are formed.

도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 플라즈마 반응기를 이용한 기판 처리 시스템의 일 예를 도시한 도면이다. 8 is a diagram illustrating an example of a substrate processing system using a plasma reactor according to embodiments of the present invention.

도 8을 참조하면, 기판 처리 시스템(100)은 제1 플라즈마 반응기(200a), 공정챔버(110), 제2 플라즈마 반응기(200), 트랩(140) 및 펌프(150)를 포함할 수 있다. 제1 플라즈마 반응기(220a)는 공정챔버(110)의 전단에 연결되고, 제2 플라즈마 반응기(200)는 포어라인(118)을 통해서 공정챔버(110)의 후단에 연결되고, 제2 플라즈마 반응기(200)의 후단에 트랩(140) 및 펌프(150)가 순서대로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 8, the substrate processing system 100 may include a first plasma reactor 200a, a process chamber 110, a second plasma reactor 200, a trap 140, and a pump 150. The first plasma reactor 220a is connected to the front end of the process chamber 110, the second plasma reactor 200 is connected to the rear end of the process chamber 110 through the foreline 118, and the second plasma reactor ( The trap 140 and the pump 150 may be sequentially connected to the rear end of the 200.

공정챔버(110)는 내부 공간에서 기판(114)에 대한 처리 공정, 예컨대 식각, 증착, 세정 등의 처리 공정을 수행할 수 있다. 공정챔버(110)의 내부에는 기판 지지대(112)가 구비될 수 있다. 기판 지지대(112)에는 처리 공정을 수행하기 위한 기판(114)이 안착될 수 있다. 기판(114)은 웨이퍼 또는 디스플레이용 기판(유리)일 수 있다. The process chamber 110 may perform a processing process for the substrate 114 in an internal space, for example, etching, deposition, and cleaning. The substrate support 112 may be provided in the process chamber 110. The substrate support 112 may be mounted on the substrate support 112 to perform a treatment process. The substrate 114 may be a wafer or a substrate for display (glass).

공정챔버(110)의 상부에는 기판(114)의 처리공정 또는 세정을 위한 제1 플라즈마 반응기(200a)가 구비될 수 있다. 이러한 제1 플라즈마 반응기(200a)는 전술한 도 1 내지 도 7에 따른 플라즈마 반응기들(200, 300, 400) 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있다. 이러한 제1 플라즈마 반응기(200a)는 공정챔버(110)와 분리된 형태로 제공된다는 점에서, 원격 플라즈마 반응기 또는 원격 플라즈마 생성기로도 불릴 수 있다. 제1 플라즈마 반응기(200a)는 내부에서 플라즈마를 방전하여 공정챔버(110) 내로 처리유체의 라디칼을 공급할 수 있다.The first plasma reactor 200a may be provided on the process chamber 110 to process or clean the substrate 114. The first plasma reactor 200a may have a structure of any one of the plasma reactors 200, 300, and 400 according to FIGS. 1 to 7 described above. The first plasma reactor 200a may be referred to as a remote plasma reactor or a remote plasma generator in that the first plasma reactor 200a is provided in a form separated from the process chamber 110. The first plasma reactor 200a may discharge the plasma therein to supply radicals of the processing fluid into the process chamber 110.

예를 들어, 제1 플라즈마 반응기(200a)는 공정챔버(110) 내로 공급되어 기판(114)을 처리하는 공정용으로 사용될 수도 있고, 이 경우 제1 플라즈마 반응기(200a)로 공급되는 처리유체는 기판의 처리, 예컨대 증착, 식각 등의 공정을 위한 공정가스를 포함할 수 있다. 다른 예로, 제1 플라즈마 반응기(200a)는 공정챔버(110)의 세정을 위해 사용될 수 있고, 이 경우 제1 플라즈마 반응기(200a) 내로 공급되는 처리유체는 공정챔버(110)를 세정하기 위한 세정가스를 포함할 수 있다. For example, the first plasma reactor 200a may be supplied to the process chamber 110 to be used for a process of processing the substrate 114, in which case the processing fluid supplied to the first plasma reactor 200a is a substrate. It may include a process gas for the processing of, for example, deposition, etching and the like. As another example, the first plasma reactor 200a may be used for cleaning the process chamber 110, and in this case, the treatment fluid supplied into the first plasma reactor 200a may be a cleaning gas for cleaning the process chamber 110. It may include.

한편, 공정챔버(110)에서 증착 또는 식각 공정 등에 의해 생성된 배기유체에는 공정챔버(110)에서 증착 또는 식각 공정 시 생성되는 금속 전구체, 비금속 전구체 및 공정가스, 세정(cleaning) 가스의 부산물들이 포함되어 있다. 이러한 부산물들이 포함된 배기유체는 처리되지 않으면, 펌프(150)의 내부에 축적되거나 대기 중으로 배출될 수 있다.Meanwhile, the exhaust fluid generated by the deposition or etching process in the process chamber 110 includes by-products of metal precursors, non-metal precursors and process gases, and cleaning gases generated during the deposition or etching process in the process chamber 110. It is. Exhaust fluids containing these by-products may accumulate inside the pump 150 or may be discharged to the atmosphere if not processed.

공정챔버(110)의 하부에는 공정챔버(110) 내부를 진공으로 형성하거나 미반응 가스가 포함된 배기유체를 배출하기 위한 배출구가 구비될 수 있다. 배출구는 포어라인(118)을 통해 펌프(150)와 연결될 수 있다. The lower portion of the process chamber 110 may be provided with a discharge port for forming the inside of the process chamber 110 in a vacuum or to discharge the exhaust fluid containing the unreacted gas. The outlet may be connected to the pump 150 through the foreline 118.

제2 플라즈마 반응기(200)는 포어라인(118)에 구비되어 공정챔버(110)의 배출구를 통해 배출되는 배기유체를 처리할 수 있고, 이 경우 제2 플라즈마 반응기(200) 내로 유입되는 처리유체는 공정챔버(110)에서 배기되는 배기유체를 포함할 수 있다. 이러한 제2 플라즈마 반응기(200b)는 전술한 도 1 내지 도 7에 따른 플라즈마 반응기들(200, 300, 400) 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있다.The second plasma reactor 200 is provided in the foreline 118 to process the exhaust fluid discharged through the outlet of the process chamber 110, in this case the processing fluid introduced into the second plasma reactor 200 It may include an exhaust fluid exhausted from the process chamber 110. The second plasma reactor 200b may have a structure of any one of the plasma reactors 200, 300, and 400 according to FIGS. 1 to 7 described above.

구제적으로 제2 플라즈마 반응기(200)b는 공정챔버(110)와 펌프(150) 사이에 구비될 수 있다. 제2 플라즈마 반응기(200b)는 포어라인(118)을 통해 배출되는 배기유체를 분해할 수 있다. 제2 플라즈마 반응기(200b)는 내부에서 저압 고온의 플라즈마를 생성하여 유해 기체와 퍼플루오르 화합물을 분해시킬 수 있다. 분해된 성분들은 반응 기체들과 결합하여 무해한 원소로 변할 수 있다. 플라즈마는 전자 또는 여기 원자와 같은 반응 물질들을 풍부하게 함유하고 있으므로 분해된 기체와 반응 기체간의 화학반응을 촉진시킬 수 있다.In detail, the second plasma reactor 200b may be provided between the process chamber 110 and the pump 150. The second plasma reactor 200b may decompose the exhaust fluid discharged through the foreline 118. The second plasma reactor 200b may generate a low pressure high temperature plasma therein to decompose harmful gases and perfluorine compounds. The decomposed components can combine with the reaction gases and turn into harmless elements. Plasma contains abundant reactants, such as electrons or excitation atoms, which can promote chemical reactions between the decomposed gas and the reactant gas.

펌프(150)는 포어라인(118)의 끝단에 연결될 수 있다. 펌프(150)는 공정챔버(110) 및 제2 플라즈마 반응기(200b)와 포어라인(118)을 통해 연결될 수 있다. 펌프(150)를 구동하여 공정챔버(110) 내부를 진공으로 형성할 수도 있고, 배기유체를 공정챔버(110) 외부로 배출할 수도 있다. The pump 150 may be connected to the end of the foreline 118. The pump 150 may be connected to the process chamber 110 and the second plasma reactor 200b through the foreline 118. The pump 150 may be driven to form the inside of the process chamber 110 as a vacuum, and the exhaust fluid may be discharged to the outside of the process chamber 110.

제2 플라즈마 반응기(200b)와 펌프(150) 사이에는 트랩(140)이 구비될 수 있다. 제2 플라즈마 반응기(200b)를 통과하며 분해되거나 포집되지 않은 배기유체는 트랩(140)에 의해 포집될 수 있다. 트랩(140)과 펌프(150)는 일자 형상 또는 꺽인 형상의 연결관으로 연결될 수 있다.A trap 140 may be provided between the second plasma reactor 200b and the pump 150. Exhaust fluid that is not decomposed or collected through the second plasma reactor 200b may be collected by the trap 140. The trap 140 and the pump 150 may be connected by a straight pipe or a curved pipe.

기판 처리 시스템(100)에서, 제1 플라즈마 반응기(200a)와 제2 플라즈마 반응기(200b) 중 어느 하나가 생략될 수도 있다. 나아가, 기판 처리 시스템(100)은 다수의 공정챔버(110)를 포함할 수도 있다. 다수의 공정챔버(110)는 각각 제1 및 제2 플라즈마 반응기(200a, 200b), 트랩(140) 및 펌프(150)와 연결될 수 있다. 공정챔버(110), 제1 및 제2 플라즈마 반응기(200a, 200b), 트랩(140) 및 펌프(150)의 개수는 도시된 도면에 국한되지 않으며, 다양한 변형 실시가 가능할 수 있다. In the substrate processing system 100, one of the first plasma reactor 200a and the second plasma reactor 200b may be omitted. In addition, the substrate processing system 100 may include a plurality of process chambers 110. The plurality of process chambers 110 may be connected to the first and second plasma reactors 200a and 200b, the trap 140, and the pump 150, respectively. The number of process chambers 110, the first and second plasma reactors 200a and 200b, the trap 140, and the pump 150 is not limited to the illustrated drawings, and various modifications may be made.

플라즈마를 이용한 오염 가스 제거 과정에서, 오염 가스의 종류 및 양에 따라 이들을 완전 분해하기 위한 플라즈마 조건이 달라질 수 있다. 오염 가스 분해에 가장 큰 영향을 주는 특성으로는 플라즈마의 온도와 밀도를 들 수 있다. 예를 들어, 제2 플라즈마 반응기(200b)에서는 오염 가스의 분해가 어려울 물질일수록 또는 오염 가스의 양이 많을 수록 공급되는 전압의 진폭 또는 구동 주파수를 높이거나 인가 전압의 기울기를 크게 하는 방법 등으로 투입 전력을 가변시켜 플라즈마의 온도와 밀도를 높일 수 있다. 따라서 다양한 작동 환경에서도 오염 가스를 완전 분해하여 제거 성능을 향상시킬 수 있다.In the process of removing the contaminated gas using plasma, plasma conditions for completely decomposing these may vary according to the type and amount of the contaminated gas. The most influential properties for polluting gas decomposition include the temperature and density of the plasma. For example, in the second plasma reactor 200b, the more difficult the decomposition of the contaminated gas or the larger the amount of the contaminated gas, the higher the amplitude or driving frequency of the supplied voltage or the higher the slope of the applied voltage. The power can be varied to increase the temperature and density of the plasma. Therefore, even in various operating environments, contaminant gases can be completely decomposed to improve the removal performance.

이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The above detailed description should not be construed as limiting in all respects but should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

200, 200a, 200b: 플라즈마 반응기
210: 상부 플랜지 부재
220: 제1 전극
240: 제2 전극
230: 제1 전극
250: 하부 플랜지 부재200, 200a, 200b: plasma reactor
210: upper flange member
220: first electrode
240: second electrode
230: first electrode
250: lower flange member

Claims (10)

내부에 처리유체가 통과할 수 있는 내부 공간을 갖는 제1 전극;
상기 제 1 전극의 상기 내부 공간에 구비되는 제2 전극;
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 이격되어 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 구비되는 적어도 하나의 제3 전극; 및
상기 제1 전극 및 상기 제3 전극 사이에 제1 플라즈마가 발생되는 제1 플라즈마 영역이 형성되고, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극 사이에 제2 플라즈마가 발생되는 제2 플라즈마 영역이 형성되도록 상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이 및 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 전력을 인가하는 전원 공급부;를 포함하고,
상기 제3 전극은 상기 제1 플라즈마 영역 및 상기 제2 플라즈마 영역 간의 이온 유동이 가능하도록 적어도 하나의 관통홀을 포함하는, 플라즈마 반응기.A first electrode having an internal space through which the processing fluid can pass;
A second electrode provided in the inner space of the first electrode;
At least one third electrode spaced apart from the first electrode and the second electrode and disposed between the first electrode and the second electrode; And
The first plasma region in which the first plasma is generated is formed between the first electrode and the third electrode, and the second plasma region in which the second plasma is generated is formed between the second electrode and the third electrode. And a power supply unit configured to apply electric power between the first electrode and the third electrode and between the second electrode and the third electrode.
And the third electrode includes at least one through hole to enable ion flow between the first plasma region and the second plasma region. 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제3 전극은 상기 적어도 하나의 관통홀이 각각 형성된 복수의 제3 전극들을 포함하는, 플라즈마 반응기.The method of claim 1,
The at least one third electrode includes a plurality of third electrodes each formed with the at least one through hole. 제1항에 있어서,
상기 제1 전극 내지 상기 제3 전극은,
서로 다른 직경의 원통형인, 플라즈마 반응기.The method of claim 1,
The first electrode to the third electrode,
Plasma reactors of different diameter cylinders. 제1항에 있어서,
상기 처리유체를 상기 내부 공간으로 공급하기 위한 가스 주입구를 포함하고, 적어도 상기 제1 전극 상부에 결합된, 상부 플랜지 부재; 및
상기 제1 플라즈마 영역 및 상기 제2 플라즈마 영역을 통과한 처리유체가 배출되는 가스 배출구를 포함하고, 적어도 상기 제1 전극 하부에 결합된 하부 플랜지 부재를 더 포함하는, 플라즈마 반응기.The method of claim 1,
An upper flange member including a gas inlet for supplying the processing fluid to the inner space and coupled to at least the first electrode; And
And a gas outlet through which the processing fluid passing through the first plasma region and the second plasma region is discharged, and further comprising a lower flange member coupled to at least the first electrode. 제4항에 있어서,
상기 상부 플랜지 부재, 상기 제1 전극 및 상기 하부 플랜지 부재는 서로 결합되어 상기 내부 공간이 밀폐되도록 하우징 구조를 형성하는,
플라즈마 반응기.The method of claim 4, wherein
The upper flange member, the first electrode and the lower flange member are coupled to each other to form a housing structure so that the inner space is sealed,
Plasma reactor. 제1항에 있어서,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 접지되고,
상기 제3 전극은 상기 전원 공급부로부터 전력을 인가받는, 플라즈마 반응기.The method of claim 1,
The first electrode and the second electrode are grounded,
And the third electrode receives power from the power supply. 제1항에 있어서,
상기 전원 공급부는,
상기 제 1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극 중 적어도 하나에 전력을 공급하는 트랜스포머를 포함하는, 플라즈마 반응기.The method of claim 1,
The power supply unit,
And a transformer for supplying power to at least one of the first electrode, the second electrode, and the third electrode. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리유체는 공정챔버에서 배기되는 배기유체를 포함하는,
플라즈마 반응기.The method according to any one of claims 1 to 7,
The treatment fluid includes an exhaust fluid exhausted from the process chamber,
Plasma reactor. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리유체는 공정챔버를 세정하기 위한 세정가스를 포함하는,
플라즈마 반응기.The method according to any one of claims 1 to 7,
The treatment fluid includes a cleaning gas for cleaning the process chamber,
Plasma reactor. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리유체는 공정챔버에서 처리되는 공정가스를 포함하는,
플라즈마 반응기.The method according to any one of claims 1 to 7,
The treatment fluid includes a process gas to be processed in the process chamber,
Plasma reactor.
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