KR20200120135A

KR20200120135A - 기판 처리 시스템

Info

Publication number: KR20200120135A
Application number: KR1020190042627A
Authority: KR
Inventors: 최대규
Original assignee: (주) 엔피홀딩스
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2020-10-21

Abstract

본 발명은 기판 처리 시스템을 제공한다. 본 발명의 기판 처리 시스템은 프로세스 챔버와 진공 펌프를 연결하는 메인 진공 배기 라인 상에 설치되며, 상기 메인 진공 배기 라인의 진공을 유지한 상태에서 배기 가스에 포함된 파우더를 제거하는 파우더 제거 모듈; 및 배기 가스가 상기 파우더 제거 모듈을 통하지 않고 우회하도록 상기 메인 진공 배기 라인에 연결되는 우회 진공 배기 라인을 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 시스템{SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM}

본 발명은 기판 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정 챔버에서 배기되는 가스에 포함된 파우더를 배기 진공을 유지한 상태에서 효과적으로 제거할 수 있는 기판 처리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조 공정에서 사용되고 있는 프로세서 챔버는 반도체 전공정에서 실제로 웨이퍼의 공정이 이루어지고, 진공펌프는 진공상태에서 공정을 진행하기 위하여 프로세서 챔버로부터 가스를 흡입하여 챔버의 진공을 유지하며, 스크러버는 배기 전에 필터링이 필요한 유독가스 등을 거르거나 집진하는 장치를 말한다.

그런데 이와 같은 반도체 제조장치를 이용하여 반도체를 제조하는 공정에서는 인체에 치명적인 각종 유독성, 부식성, 인화성 가스를 다량으로 사용한다.

특히, 기판 상에 박막을 증착시키는 증착 공정에서는 다량의 실란, 디클로로 실란,암모니아, 산화질소, 아르신, 포스핀, 디보론, 보론, 트리클로라이드 등을 사용하는바, 이들은 반도체 공정 중 미량만이 소비되고, 잉여 배출되는 폐가스(이하 배기가스)는 비교적 고농도의 유독물질을 함유하고 있다.

이러한 반응 부산물인 배기 가스 처리는 최근 들어 환경에 대한 관심이 증대됨에 따라, 중요문제로 대두 되고 있으며 현재 이러한 배기 가스를 대기중에 방출하기 전에 배기 가스의 유독성 물질을 제거하는 것이 환경적으로 법적으로 의무화되었다.

그리고, 이러한 반도체 제조 공정에서 사용된 배기 가스는 배기 과정에서 생성되는 파우더로 인해 진공 펌프의 효율 저하 문제로 이루어지고 있음은 물론, 진공펌프의 불시 정지 등의 문제가 발생할 수 있는데, 특히 진공펌프의 불시 정지가 생산 도중 일어날 경우에는 생산품의 불량으로 인한 폐기, 장비 가동률 저하 등 큰 경제적인 손실을 가져올 수 있다.

이를 위해, 최근에는 공정 챔버와 진공펌프 사이의 진공배관 상에 반응 부산물을 포집할 수 있는 포집 장치(일명 트랩)를 설치하여 운영하고 있으나, 이러한 포집장치는 주기적으로 포집 장치 자체를 교체하는 작업이 이루어지고 있고, 이와 같은 과정이 반도체 제조 중 자주 발생되다 보니 결국 반도체 제조에 따른 생산성 저하 및 생산비용을 대폭 증가시키게 되는 문제점으로 대두되고 있는 실정이다.

본 발명은 진공 배관의 진공 상태를 유지한 상태에서 배기 가스에서 파우더를 분리 배출할 수 있는 기판 처리 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명은 진공 배관의 진공 상태를 유지한 상태에서 파우더 제거 모듈의 유지 보수가 가능한 기판 처리 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 프로세스 챔버와 진공 펌프를 연결하는 메인 진공 배기 라인 상에 설치되며, 상기 메인 진공 배기 라인의 진공을 유지한 상태에서 배기 가스에 포함된 파우더를 제거하는 파우더 제거 모듈; 및 배기 가스가 상기 파우더 제거 모듈을 통하지 않고 우회하도록 상기 메인 진공 배기 라인에 연결되는 우회 진공 배기 라인을 포함하는 기판 처리 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 상기 우회 진공 배기 라인이 상기 메인 진공 배기 라인으로부터 분기되는 지점에 설치되어 상기 배기 가스 흐름을 허용하거나 차단하는 제1바이패스 밸브; 상기 우회 진공 배기 라인이 상기 메인 진공 배기 라인으로 합류되는 지점에 설치되어 배기 가스의 흐름을 허용하거나 차단하는 제2바이패스 밸브; 및 상기 제1바이패스 밸브와 상기 제2바이패스 밸브를 각각 제어하는 밸브 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 밸브 제어부는 상기 제1바이패스 밸브와 상기 제2바이패스 밸브의 제어를 통해, 정상 공정에는 배기 가스가 상기 파우더 제거 모듈을 통과하도록 상기 우회 진공 배기 라인이 차단하고, 상기 파우더 제거 모듈의 유지보수가 필요한 경우에는 배기 가스가 상기 우회 진공 배기 라인을 통과하도록 상기 우회 진공 배기 라인을 개방할 수 있다.

또한, 상기 프로세스 챔버와 상기 파우더 제거 모듈 사이에 제공되고, 배기 가스를 파우더 형태로 상변화되도록 배기 가스를 플라즈마 처리하는 배기용 플라즈마 리액터를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 배기용 플라즈마 리액터는 상기 제1바이패스 밸브와 상기 파우더 제거 모듈 사이의 배기 가스 이동 경로 상에 설치될 수 있다.

또한, 상기 배기용 플라즈마 리액터는 상기 제1바이패스 밸브와 상기 프로세스 챔버 사이의 상기 메인 진공 배기 라인 상에 설치될 수 있다.

또한, 배기 가스가 상기 배기용 플라즈마 리액터를 통과하지 않고 우회하도록 상기 메인 진공 배기 라인에 연결되는 제2 우회 진공 배기 라인을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 프로세스 챔버와 진공 펌프를 연결하는 그리고 일부 구간은 제1경로를 제공하는 제1분기라인과 제2경로를 제공하는 제2분기라인으로 이루어지는 진공 배기 라인; 상기 제1분기라인 상에 설치되며, 상기 진공 배기 라인의 진공을 유지한 상태에서 배기 가스에 포함된 파우더를 제거하는 파우더 제거 모듈; 상기 제1분기라인과 상기 제2분기라인의 분기되는 지점과 합류되는 지점 각각에 설치되는 제1바이패스 밸브와 제2바이패스 밸브; 및 배기 가스가 상기 제1경로 또는 상기 제2경로 중 어느 하나의 경로로 이동하도록 하는 제1바이패스 밸브와 제2바이패스 밸브를 제어하는 밸브 제어부를 포함하는 기판 처리 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 배기 가스를 파우더 형태로 상변화되도록 배기 가스를 플라즈마 처리하는 배기용 플라즈마 리액터를 더 포함하되; 상기 배기용 플라즈마 리액터는 상기 제1바이패스 밸브와 상기 파우더 제거 모듈 사이의 상기 제1분기라인 또는 상기 제1바이패스 밸브와 상기 프로세스 챔버 사이의 상기 진공 배기 라인에 설치될 수 있다.

또한, 상기 파우더 제거 모듈은 배기 가스와 파우더를 분리하는 분리기; 상기 분리기에서 분리된 파우더를 포집하는 포집기; 및 상기 진공 배기 라인의 진공을 유지한 상태에서 상기 포집기에서 포집된 파우더를 대기압 상태의 수거부로 배출하도록 상기 포집기를 제어하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 분리기는 파우더를 포함하는 배기 가스가 선회 하강할 수 있도록 내부에 와류 공간을 갖는 하우징; 상기 하우징의 일단에 구비되고 파우더를 포함하는 배기 가스가 유입되는 유입포트; 및 상기 하우징의 타단으로부터 상기 와류 공간 측으로 일정길이 돌출되도록 형성되고, 배기 가스가 배출되는 배출 포트를 포함할 수 있다.

또한, 상기 포집기는 상기 분리기와 연결되어 상기 분리기에서 분리된 파우더가 유입되는 입구와, 상기 입구를 통해 유입된 파우더가 저장되는 저장공간 그리고 상기 수거부와 연결되는 출구를 갖는 포집부재; 상기 입구에 설치되는 제1차단 밸브; 및 상기 출구에 설치되는 제2차단 밸브를 포함할 수 있다.

또한, 상기 컨트롤러는 상기 포집 부재의 저장 공간에 파우더가 저장되는 동안에는 상기 제1차단 밸브를 열고 상기 제2차단밸브를 닫도록 제어하고, 상기 포집 부재의 저장공간에 저장된 파우더를 상기 수거부로 배출하는 경우 상기 제1차단밸브를 닫고 상기 제2차단밸브를 열도록 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 배기 가스에 포함된 파우더를 진공 배기 라인의 진공을 유지한 상태에서 제거 가능함으로써 설비 가동율을 향상시킬 수 있는 각별한 효과를 갖는다.

본 발명의 실시예에 의하면, 파우더 제거 모듈의 이상 발생으로 인한 유지 보수 또는 교체가 필요한 경우에도 프로세스 챔버 및 진공 배기 라인 내의 압력을 유지할 수 있어 공정 안정성이 보장되고, 공정의 지속적인 진행을 가능케 함으로써 설비의 가동율 및 생산성을 향상시킬 수 있는 각별한 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에서 배기 가스가 파우더 제거 모듈을 통과하는 정상 모드 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에서 배기 가스가 우회 진공 배기 라인을 통과하는 유지보수 모드 상태를 보여주는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 기판 처리 시스템에서 배기부에 대한 제2실시예를 보여주는 도면들이다.
도 5는 기판 처리 시스템에서 배기부에 대한 제3실시예를 보여주는 도면들이다.
도 6은 도 5에 도시된 배기부의 변형예를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 파우더 제거 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 파우더 제거 모듈의 사시도이다.
도 9는 포집기를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 기판 처리 공정에서의 배기 가스 처리 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 11a 및 도 11b는 파우더 제거 모듈에서의 파우더 제거 과정을 설명하기 위한 도면들이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 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.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1에서 배기 가스가 파우더 제거 모듈을 통과하는 정상 모드 상태를 보여주는 도면이고, 도 3은 도 1에서 배기 가스가 우회 진공 배기 라인을 통과하는 유지보수 모드 상태를 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템(1)은 기판에 대한 공정이 진행되는 공정 처리부(10)와, 프로세스 챔버(110)에서 공정이 완료된 후 배기가스를 배기하는 배기부(20)를 포함할 수 있다.

공정 처리부(10)는 프로세스 챔버(110)와, 프로세스 챔버(110)에서 공정이 진행되도록 공정용 플라즈마를 공급하는 공정용 플라즈마공급부(120)를 포함할 수 있다.

프로세스 챔버(110)는 다양한 기판 프로세싱 작동들을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 포토레지스트를 제거하는 애싱(ashing) 챔버일 수 있고, 절연막을 증착시키도록 구성된 CVD(Chemical Vapor Deposition)챔버일 수 있고, 인터커넥트 구조들을 형성하기 위해 절연막에 애퍼쳐(aperture)들이나 개구들을 에칭하도록 구성된 에칭 챔버일 수 있다. 또는, 기판에 각각의 반응물을 분리 주입하여 반응물(reactant)이 화학적으로 기판 표면에 포화 흡착되는 반응 사이클을 수차례 반복하여 박막을 형성하는 원자층 증착(Atomic Layer Depositioin : ALD) 챔버일 수 있다.

공정용 플라즈마공급부(120)는 프로세스 챔버(110)에서 기판 처리공정이 진행되도록 플라즈마를 생성하여 공급할 수 있다. 본 발명의 제1실시예에 따른 공정용 플라즈마공급부(120)는 프로세스 챔버(110)의 외부에 구비되어 원격에서 플라즈마를 생성하여 공급하는 RPG(remote plasma generator)의 형태로 제공될 수 있으며, 이러한 플라즈마 소스는 공지된 사항으로 상세한 설명은 생략한다.

프로세스 챔버(110)는 피처리 기판이 적재되는 기판지지대(미도시)를 구비하며, 공정용 플라즈마공급부(120)로부터 플라즈마를 공급받는 공급구(미도시)와, 공정이 완료된 후 배기가스가 배기되는 배출구(미도시)를 포함할 수 있다.

프로세스 챔버(110)로부터 배기되는 배기가스에는 가스들의 미반응 가스를 포함하여 각종 반응 부산물이나 더스트 등의 미립자가 다량 함유될 수 있으며, 또한, 진공 배기 라인을 통과하는 과정에서 온도 등의 변화에 의해 미립자(이하 파우더라고 함)가 생성될 수 있다. 이러한 파우더를 다량 함유한 배기 가스가 진공 펌프로 유입될 경우 진공 펌프의 성능 저하의 원인이 되는데, 본 발명에서는 파우더 제거 모듈을 통해 이러한 파우더를 효과적으로 제거한다.

배기부(20)는 진공 배기 라인(210), 진공 펌프(220), 스크러버(230), 파우더 제거 모듈(300) 그리고 우회 진공 배기 라인(290)을 포함할 수 있다.

진공 펌프(220)는 프로세스 챔버(110)에 진공을 인가하도록 제공될 수 있으며, 진공 배기 라인(210)은 프로세스 챔버(110)와 진공 펌프(220)를 연결한다.

스크러버(230)는 물을 이용하여 배기가스를 세정 및 냉각하는 웨팅(wetting) 방식 또는 수소 버너 등의 버너 속을 배가가스가 통과되도록 하여 직접 연소시키거나, 또는 열원을 이용하여 고온의 챔버를 형성하고 그 속으로 배기가스가 통과되도록 하여 간접적으로 연소시키는 버닝(burning) 방식 또는 웨팅방식과 버닝방식을 결합한 혼합형일 수 있다. 이러한 스크러버 구조는 공지된 사항으로 상세한 설명은 생략한다.

파우더 제거 모듈(300)은 기존 기판 처리 설비의 진공 배기 라인 상에 설치된 포집 장치를 제거하고 설치할 수 있다. 파우더 제거 모듈(300)은 기존 배기 라인의 설계 변경 등을 요구할 필요 없이 모듈 자체를 진공 배기 라인 상에 설치하는 것이 가능하다.

파우더 제거 모듈(300)은 진공 배기 라인(210)상에 설치될 수 있다. 파우더 제거 모듈(300)은 진공 배기 라인(210)을 통해 배기되는 배기 가스 내의 파우더를 진공 배기 라인(210)의 진공을 유지한 상태에서 제거할 수 있다.

한편, 우회 진공 배기 라인(290)은 배기 가스가 파우더 제거 모듈(300)을 통하지 않고 우회하도록 진공 배기 라인(210)에 연결된다. 우회 진공 배기 라인(290)이 진공 배기 라인(210)으로부터 분기되는 일 지점에는 제1바이패스 밸브(V1)가 설치되어 배기 가스 흐름을 허용하거나 차단한다. 우회 진공 배기 라인(290)이 진공 배기 라인(210)으로 합류되는 지점에는 제2바이패스 밸브(V2)가 설치되어 배기 가스의 흐름을 허용하거나 차단한다. 제1바이패스 밸브(V1)와 제2바이패스 밸브(V2)는 밸브 제어부(280)에 의해 각각 제어될 수 있다.

도 2에서와 같이, 밸브 제어부(280)가 제1바이패스 밸브(V1)와 제2바이패스 밸브(V2)의 제어를 통해, 정상 모드에는 배기 가스가 파우더 제거 모듈(300)을 통과하도록 우회 진공 배기 라인(290)으로의 배기 가스 흐름을 차단한다.

도 3에서와 같이, 밸브 제어부(280)는 제1바이패스 밸브(V1)와 제2바이패스 밸브(V2)의 제어를 통해, 파우더 제거 모듈(300)의 유지보수가 필요한 유지 보수 모드에는, 배기 가스가 우회 진공 배기 라인(290)을 통과하도록 우회 진공 배기 라인(290)을 개방하고, 파우더 제거 모듈로의 배기 가스 흐름을 차단한다.

상기와 같이, 본 발명은 파우더 제거 모듈(300)의 이상 발생으로 인한 유지 보수 또는 교체가 필요한 경우에도 프로세스 챔버(110) 및 진공 배기 라인(210) 내의 압력을 유지할 수 있어 공정 안정성이 보장되고, 공정의 지속적인 진행을 가능케 함으로써 설비의 가동율 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 기판 처리 시스템(1)에서 배기부에 대한 제2실시예를 보여주는 도면들이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 제2실시예에 따른 배기부(20a)는 진공 배기 라인(210a), 진공 펌프(220a), 스크러버(230a), 파우더 제거 모듈(300a) 그리고 우회 진공 배기 라인(290a)을 포함하며, 이들은 도 2에 도시된 진공 배기 라인(210), 진공 펌프(220), 스크러버(230), 파우더 제거 모듈(300) 그리고 우회 진공 배기 라인(290)과 대체로 유사한 구성과 기능으로 제공되므로, 이하에서는 본 실시예와의 차이점을 위주로 실시예를 설명하기로 한다.

본 실시예에서, 배기부(20a)는 배기용 플라즈마 리액터(400)를 더 포함한다는데 차이점이 있다. 배기용 플라즈마 리액터(400)는 제1바이패스 밸브(V1)와 파우더 제거 모듈(300a) 사이에 제공될 수 있다. 배기용 플라즈마 리액터(400)는 배기 가스를 파우더 형태로 상변화되도록 배기 가스를 플라즈마 처리한다. 배기용 플라즈마 리액터(400)는 배기 가스가 파우더 형태로 상변화하는데 필요한 반응 가스를 공급하는 가스 공급부(미도시됨)를 포함할 수 있다.

도 4b에서와 같이, 유지 보수 모드에서는 배기 가스가 우회 진공 배기 라인(290)을 통과하도록 우회 진공 배기 라인(290)이 개방되고, 파우더 제거 모듈로의 배기 가스 흐름이 차단된다. 이 모드에서 배기용 플라즈마 리액터 및 파우더 제거 모듈의 유지 보수 및 교체 등이 이루어질 수 있다.

도 5는 기판 처리 시스템(1)에서 배기부에 대한 제3실시예를 보여주는 도면들이다.

도 5를 참조하면, 제3실시예에 따른 배기부(20b)는 진공 배기 라인(210b), 진공 펌프(220b), 스크러버(230b), 파우더 제거 모듈(300b) 그리고 우회 진공 배기 라인(290b)을 포함하며, 이들은 도 2에 도시된 진공 배기 라인(210), 진공 펌프(220), 스크러버(230), 파우더 제거 모듈(300) 그리고 우회 진공 배기 라인(290)과 대체로 유사한 구성과 기능으로 제공되므로, 이하에서는 본 실시예와의 차이점을 위주로 실시예를 설명하기로 한다.

본 실시예에서, 배기부(20b)는 배기용 플라즈마 리액터(400)를 더 포함한다는데 차이점이 있다. 배기용 플라즈마 리액터(400)는 프로세스 챔버(110)와 제1바이패스 밸브(V1) 사이에 제공될 수 있다. 배기용 플라즈마 리액터(400)는 배기 가스를 파우더 형태로 상변화되도록 배기 가스를 플라즈마 처리한다. 배기용 플라즈마 리액터(400)는 배기 가스가 파우더 형태로 상변화하는데 필요한 반응 가스를 공급하는 가스 공급부(미도시됨)를 포함할 수 있다.

도 6은 도 5에 도시된 배기부의 변형예를 보여주는 도면이다.

도 6을 참조하면, 배기부(20c)는 진공 배기 라인(210c), 진공 펌프(220c), 스크러버(230c), 파우더 제거 모듈(300c), 우회 진공 배기 라인(290c) 그리고 배기용 플라즈마 리액터(400)를 포함하며, 이들은 앞서 언급한 배기부의 구성과 대체로 구성 및 기능으로 제공될 수 있다.

본 변형예에서, 진공 배기 라인(210c)에는 배기 가스가 배기용 플라즈마 리액터(400)를 통과하지 않고 우회하도록 진공 배기 라인(210c)에 연결되는 제2 우회 진공 배기 라인(292)을 포함한다.

도 7은 도 1에 도시된 파우더 제거 모듈을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 파우더 제거 모듈의 사시도이다.

도 7 내지 도 8을 참조하면, 파우더 제거 모듈(300)은 분리기(310), 포집기(330), 수거부(350) 그리고 컨트롤러(390)를 포함할 수 있다.

분리기(310)에서는 배기 가스와 파우더가 분리된다. 일 예로, 분리기(310)는 하우징(312), 유입포트(314), 배출 포트(316), 가이드 부재(319)를 포함할 수 있다. 하우징(312)은 파우더를 포함하는 배기 가스가 선회 하강할 수 있도록 내부에 와류 공간(313)을 제공할 수 있도록 전체적인 형상이 원통형으로 이루어질 수 있다.

유입 포트(314)는 하우징(312)의 상면(312a)(상단에 해당)에 제공되며, 프로세스 챔버측 진공배기라인(210)과 연결된다. 배기 가스는 유입 포트(314)를 통해 하우징(312)의 와류 공간(313)으로 유입될 수 있다.

배출 포트(316)는 하우징(312)의 저면(하단에 해당)에 제공되며, 진공 펌프측 진공배기라인(210)과 연결된다. 배출 포트(316)는 하우징(312)의 저면(312b)으로부터 와류 공간(313) 측으로 일정 길이 돌출되도록 형성될 수 있다. 배기 가스는 배출 포트(316)를 통해 배출되어 진공 펌프(220)측으로 제공된다.

본 실시예에서, 유입 포트(314) 및 배출 포트(316)는 서로 동일한 선상(L1)에 제공될 수 있다. 유입 포트(314)를 통해 유입되는 배기 가스의 방향(C1)와 배출 포트(316)를 통해 배출되는 배기 가스의 방향(C2)은 서로 수직으로 교차하게 제공될 수 있다.

한편, 분리기(310)는 유입 포트(314)의 구경과 배기 포트(316)의 구경을 동일하게 구성하도록 하여 유속의 변화로 진공 상태의 변화가 일어나지 않도록 하는 것이 바람직하다.

배출 포트(316)는 배기 가스가 흡입되는 통기공(317)들을 갖는다.

가이드 부재(319)는 배출 포트(316)의 상단에 제공될 수 있다. 가이드 부재(319)는 유입 포트(314)를 통해 유입되는 파우더를 포함하는 배기 가스의 흐름 방향을 하우징(312)의 가장자리로 안내하기 위해 고깔 모양으로 형상 지어질 수 있다. 가이드 부재(319)를 통기공(317)들이 형성된 배출 포트(316)의 상단을 둘러쌈으로써 유입 포트(314)를 통해 유입된 파우더가 다이렉트로 통기공(317)을 향하는 것을 차단할 수 있다.

하우징(312)은 상단에서 하단으로 갈수록 와류 공간이 점차 좁아지는 형상을 갖는 것이 바람직하다. 일 예로, 하우징(312)의 저면(312b)은 포집기(330)를 향해 경사지게 제공될 수 있다. 따라서, 하우징(312)의 와류 공간에서 선회 하강하는 파우더는 하우징(312) 측면에 부딪혀 하우징 저면(312b)으로 떨어진 후 포집기(330)를 향해 이동이 용이할 수 있다.

이렇게 분리기(310)에서 분리된 파우더는 포집기(330)에 포집될 수 있다.

도 9는 포집기를 설명하기 위한 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 포집기(330)는 하우징(312)의 저면(312b)의 가장 낮은 지점과 연결될 수 있다. 일 예로, 포집기(330)는 포집부재(331)와 제1차단 밸브(337) 그리고 제2차단 밸브(338)를 포함할 수 있다. 포집 부재(331)는 입구(332)와 저장 공간(334) 그리고 출구(336)를 갖는 원통형의 배관 형태로 제공될 수 있다. 입구(332)는 분리기(310)와 연결되고, 출구(316)는 수거부(350)와 연결된다.

분리기(310)에서 분리된 파우더는 입구(332)를 통해 저장공간(334)에 저장될 수 있다. 저장공간(334)에 저장된 파우더는 일정 주기 또는 필요시마다 출구(336)를 통해 수거부(350)로 배출될 수 있다.

제1차단 밸브(337)는 입구(332)에 설치되고, 제2차단 밸브(338)는 출구(336)에 설치된다.

컨트롤러(390)는 진공 배기 라인(210)의 진공을 유지한 상태에서 포집기(330)에서 포집된 파우더를 대기압 상태의 수거부(350)로 배출하도록 포집기(330)의 제1차단 밸브(337)와 제2차단 밸브(338)를 각각 제어할 수 있다.

일 예로, 컨트롤러(390)는 포집 부재(331)의 저장 공간(334)에 파우더가 저장되는 동안에는 제1차단 밸브(337)를 열고 제2차단밸브(338)를 닫도록 제어한다. 그리고 포집 부재(331)의 저장공간(334)에 저장된 파우더를 수거부(350)로 배출하는 경우에는 제1차단밸브(337)를 닫고 제2차단밸브(338)를 열도록 제어한다.

도 10은 기판 처리 공정에서의 배기 가스 처리 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이고, 도 11a 및 도 11b는 파우더 제거 모듈에서의 파우더 제거 과정을 설명하기 위한 도면들이다.

도 10 내지 도 11b를 참조하면, 배기 가스 처리 방법은 분리 단계(S100), 포집 단계(S200) 그리고 배출 단계(S300)를 포함할 수 있다.

분리 단계(S100)는 프로세스 챔버와 진공 펌프를 연결하는 진공 배기 라인(210) 상에서 파우더가 포함된 배기 가스가 진공 펌프로 유입되기 전에 분리기(310)에서 파우더를 배기 가스와 분리한다.

포집 단계(S200)는 분리기(310)에서 분리된 파우더를 포집기(330)에서 포집한다.

배출 단계(S300)는 진공 배기 라인(210)의 진공을 유지한 상태에서 포집기(330)에 포집된 파우더를 대기압 상태의 수거부(350)로 배출한다.

도 11a는 파우더가 분리 포집되는 과정을 보여주는 것으로, 파우더의 분리 및 포집 공정은 제1차단 밸브(337)가 오픈되고 제2차단밸브(338)가 차단된 상태에서 이루어진다. 배기 가스는 유입 포트(314)를 통해 하우징(312)으로 유입된다. 유입된 배기 가스는 진공 펌프의 강한 배기압에 의해 하우징(312) 내벽을 따라 발생하는 회전류 및 가이드 부재(319)를 따라 하우징(312)의 가장자리로 퍼져 나가면서 선회 하강하게 된다. 파우더를 포함한 배기 가스는 와류 공간에서 회전하면서 원심력에 의해 파우더와 가스(기체)가 분리되고, 파우더는 하우징(312) 측면에 부딪혀 하우징 저면(312b)으로 떨어진 후 포집기(330)에서 포집되고, 파우더와 분리된 배기 가스는 하우징(312)의 중앙에 형성되는 기류에 의해 상승하여 배출 포트(316)의 통기공(317)들을 통해 진공 배기 라인(210)으로 배기된다.

도 11b는 파우더의 배출 과정을 보여주는 것으로, 파우더의 배출 공정은 파우더가 유입되는 제1차단 밸브(337)를 잠그고, 수거부(350)와 연결된 제2차단 밸브(338)를 열면, 포집기(330)에 포집된 파우더가 수거부(350)로 자연 배출된다.

이와 같이, 본 발명의 배기 가스 처리 방법은 진공 배기 라인(210)의 진공 상태를 유지한 상태에서 배기 가스로부터 파우더를 분리하여 대기압 상의 수거부(350)로 배출할 수 있다. 따라서, 공정 진행 중에도 파우더 분리 배출 작업이 가능하여 설비 가동율을 최대한으로 향상시킬 수 있고, 특히 진공 펌프(220)가 파우더에 의해 손상되는 것을 예방할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

20 : 배기부 210 : 진공 배기 라인
220 : 진공 펌프 230 : 스크러버
300 : 파우더 제거 모듈 290 : 우회 진공 배기 라인

Claims

기판 처리 시스템에 있어서:
프로세스 챔버와 진공 펌프를 연결하는 메인 진공 배기 라인 상에 설치되며, 상기 메인 진공 배기 라인의 진공을 유지한 상태에서 배기 가스에 포함된 파우더를 제거하는 파우더 제거 모듈; 및
배기 가스가 상기 파우더 제거 모듈을 통하지 않고 우회하도록 상기 메인 진공 배기 라인에 연결되는 우회 진공 배기 라인을 포함하는 기판 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 우회 진공 배기 라인이 상기 메인 진공 배기 라인으로부터 분기되는 지점에 설치되어 상기 배기 가스 흐름을 허용하거나 차단하는 제1바이패스 밸브;
상기 우회 진공 배기 라인이 상기 메인 진공 배기 라인으로 합류되는 지점에 설치되어 배기 가스의 흐름을 허용하거나 차단하는 제2바이패스 밸브; 및
상기 제1바이패스 밸브와 상기 제2바이패스 밸브를 각각 제어하는 밸브 제어부를 더 포함하는 기판 처리 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 밸브 제어부는
상기 제1바이패스 밸브와 상기 제2바이패스 밸브의 제어를 통해, 정상 공정에는 배기 가스가 상기 파우더 제거 모듈을 통과하도록 상기 우회 진공 배기 라인이 차단하고, 상기 파우더 제거 모듈의 유지보수가 필요한 경우에는 배기 가스가 상기 우회 진공 배기 라인을 통과하도록 상기 우회 진공 배기 라인을 개방하는 기판 처리 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 프로세스 챔버와 상기 파우더 제거 모듈 사이에 제공되고, 배기 가스를 파우더 형태로 상변화되도록 배기 가스를 플라즈마 처리하는 배기용 플라즈마 리액터를 더 포함하는 기판 처리 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 배기용 플라즈마 리액터는 상기 제1바이패스 밸브와 상기 파우더 제거 모듈 사이의 배기 가스 이동 경로 상에 설치되는 기판 처리 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 배기용 플라즈마 리액터는 상기 제1바이패스 밸브와 상기 프로세스 챔버 사이의 상기 메인 진공 배기 라인 상에 설치되는 기판 처리 시스템.
제 6 항에 있어서,
배기 가스가 상기 배기용 플라즈마 리액터를 통과하지 않고 우회하도록 상기 메인 진공 배기 라인에 연결되는 제2 우회 진공 배기 라인을 더 포함하는 기판 처리 시스템.
프로세스 챔버와 진공 펌프를 연결하는 그리고 일부 구간은 제1경로를 제공하는 제1분기라인과 제2경로를 제공하는 제2분기라인으로 이루어지는 진공 배기 라인;
상기 제1분기라인 상에 설치되며, 상기 진공 배기 라인의 진공을 유지한 상태에서 배기 가스에 포함된 파우더를 제거하는 파우더 제거 모듈;
상기 제1분기라인과 상기 제2분기라인의 분기되는 지점과 합류되는 지점 각각에 설치되는 제1바이패스 밸브와 제2바이패스 밸브; 및
배기 가스가 상기 제1경로 또는 상기 제2경로 중 어느 하나의 경로로 이동하도록 하는 제1바이패스 밸브와 제2바이패스 밸브를 제어하는 밸브 제어부를 포함하는 기판 처리 시스템.
제 8 항에 있어서,
배기 가스를 파우더 형태로 상변화되도록 배기 가스를 플라즈마 처리하는 배기용 플라즈마 리액터를 더 포함하되;
상기 배기용 플라즈마 리액터는 상기 제1바이패스 밸브와 상기 파우더 제거 모듈 사이의 상기 제1분기라인 또는 상기 제1바이패스 밸브와 상기 프로세스 챔버 사이의 상기 진공 배기 라인에 설치되는 기판 처리 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 파우더 제거 모듈은
배기 가스와 파우더를 분리하는 분리기;
상기 분리기에서 분리된 파우더를 포집하는 포집기; 및
상기 진공 배기 라인의 진공을 유지한 상태에서 상기 포집기에서 포집된 파우더를 대기압 상태의 수거부로 배출하도록 상기 포집기를 제어하는 컨트롤러를 포함하며,
상기 분리기는
파우더를 포함하는 배기 가스가 선회 하강할 수 있도록 내부에 와류 공간을 갖는 하우징;
상기 하우징의 일단에 구비되고 파우더를 포함하는 배기 가스가 유입되는 유입포트; 및
상기 하우징의 타단으로부터 상기 와류 공간 측으로 일정길이 돌출되도록 형성되고, 배기 가스가 배출되는 배출 포트를 포함하는 기판 처리 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 포집기는
상기 분리기와 연결되어 상기 분리기에서 분리된 파우더가 유입되는 입구와, 상기 입구를 통해 유입된 파우더가 저장되는 저장공간 그리고 상기 수거부와 연결되는 출구를 갖는 포집부재;
상기 입구에 설치되는 제1차단 밸브; 및
상기 출구에 설치되는 제2차단 밸브를 포함하는 기판 처리 시스템.
제 11 항에 있어서,
상기 컨트롤러는
상기 포집 부재의 저장 공간에 파우더가 저장되는 동안에는 상기 제1차단 밸브를 열고 상기 제2차단밸브를 닫도록 제어하고,
상기 포집 부재의 저장공간에 저장된 파우더를 상기 수거부로 배출하는 경우 상기 제1차단밸브를 닫고 상기 제2차단밸브를 열도록 제어하는 기판 처리 시스템.